la dynamique des agrosystemes
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1 APPROCHE ECOLOGIQUE DES AGROSYSTEMES D431 - 19K1 SOMMAIRE SEQUENCE 1 : LA STRUCTURE DES AGROSYSTEMES, QUELLES PARTICULARITES ................. 2 DEFINITIONS ....................................................................................................................................................... 2 AGROSYSTEME ET ECOSYSTEME ......................................................................................................................... 2 OCCUPATION DE L’ESPACE .................................................................................................................................. 4 ACTION DE L’HOMME SUR LES SYSTEMES VIVANTS ............................................................................................. 4 MISE EN PLACE DES AGROSYSTEMES................................................................................................................... 5 IMPACT DES PRATIQUES AGRICOLES .................................................................................................................... 7 SEQUENCE 2 : COMENT FONCTIONNENT LES AGROSYSTEMES. ................................................... 12 INCIDENCES DE L’EXPORTATION DE BIOMASSES SUR LE FONCTIONNEMENT DES ECOSYSTEMES. ....................... 12 LES FLUX DE BIOMASSE DANS UN AGROSYSTEME ............................................................................................. 15 FLUX DE MATIERES MINERALES ........................................................................................................................ 17 LES CYCLES EN ECOLOGIE ................................................................................................................................. 19 SEQUENCE 3 : LA DYNAMIQUE DES AGROSYSTEMES........................................................................ 25 DYNAMIQUE DES ECOSYSTEMES ....................................................................................................................... 25 RECAPITULONS LA DYNAMIQUE DES AGROSYSTEMES ....................................................................................... 28 CONTROLE DE LA DYNAMIQUE DANS UN AGROSYSTEME ................................................................................... 28 CONTROLE DE LA DYNAMIQUE DANS UN AGROSYSTEME ANIMAL ..................................................................... 29 CAS DES AGROSYSTEMES QUI N’ONT PAS POUR FINALITE L’EXPORTATION DE BIOMASSE .................................. 29 TABLEAU : PRINCIPALES CARACTERISTIQUES COMPAREES DES ECOSYSTEMES ET AGROSYSTEMES ................... 30 SEQUENCE 4 : ENJEUX ET PERSPECTIVES DES AGROSYSTEMES .................................................. 31 LA FONCTION PREMIERE DES AGROSYSTEMES RESTE LA PRODUCTION DE BIOMASSE ........................................ 31 LES DEUX FAÇONS DE REPONDRE A LA DEMANDE CROISSANTE EN BIOMASSE ................................................... 31 LES CONSEQUENCES ECOLOGIQUES DE L’INTENSIFICATION .............................................................................. 31 IMPACTS ECONOMIQUES DE L’INTENSIFICATION DES AGROSYSTEMES ............................................................... 32 IMPACTS SOCIAUX DE L’INTENSIFICATION DES AGROSYSTEMES ........................................................................ 32 FAISONS LE POINT SUR LES IMPACTS DE L’INTENSIFICATION ............................................................................. 33 AXES STRATEGIQUES POUR PREVENIR LES RISQUES DE POLLUTION PHYTOSANITAIRES ..................................... 33 PROGRAMME DE MAITRISE DES POLLUTIONS D’ORIGINE AGRICOLE, PMPOA ................................................. 35 LES ZONES D’EXCEDENTS STRUCTURELS ZES ................................................................................................... 36 L’AGRICULTURE DE PRECISION – « LA BONNE OPERATION AU BON ENDROIT AU BON MOMENT » ..................... 36 COMPARAISON : AGRICULTURE BIOLOGIQUE, EXTENSIFICATION, ET AGRICULTURE INTEGREE ......................... 37 L’AGRICULTURE BIOLOGIQUE ........................................................................................................................... 39 L’EXTENSIFICATION .......................................................................................................................................... 41 L’AGRICULTURE INTEGREE ............................................................................................................................... 42 LE GENIE ECOLOGIQUE ...................................................................................................................................... 43 EXEMPLES DE GESTION DURABLE ...................................................................................................................... 46 GERER DURABLEMENT LA FORET ...................................................................................................................... 46 LE PLAN DE DEVELOPPEMENT DURABLE PDD ................................................................................................... 48 CONCLUSION.................................................................................................................................................... 51 2 SEQUENCE 1 : LA STRUCTURE DES AGROSYSTEMES, QUELLES PARTICULARITES DEFINITIONS Système Un système est constitué de composantes et d’interactions entre ces composantes. Composants Agrosystème et écosystème sont des systèmes vivants composé de : - ensemble d’êtres vivants = biocénose. - Support physique de vie = biotope. Biocénose La biocénose est constituée de composants biotiques : peuplement végétal, populations animales, etc. Biotope Le biotope est constitué de composants abiotiques : sol, climat, eau, etc. Interactions L’ensemble des interactions entre les composants du biotope et de la biocénose résultent en une organisation et des activités propres à chaque système vivant. Les composants dépendent les uns des autres. L’ensemble de interactions des composantes biotiques et abiotiques, leurs caractéristiques et leur organisation constituent la structure d’un système vivant. Flux Ces multiples interactions créent des échanges entre composantes, qui constituent des flux : - matière (eau, minéraux, …). - biomasse et énergie (chaînes alimentaires). - informations (comportements, gènes). Flux ouverts Lorsque les échanges sont essentiellement internes au système, les flux sont fermés, on parle alors de cycles (tout ou presque est réutilisé au sein du système recyclé). (cycles du Carbone, de l’azote, de l’eau, …). Flux fermés Lorsque il y a des échanges importants avec l’extérieur du système, les flux sont ouverts. Les échanges ont une dimension temporelle (ils se déroulent au cours du temps) et spatiale (transferts flux). AGROSYSTEME ET ECOSYSTEME 3 Dans les agrosystèmes, l’homme cherche avant tout à produire de la biomasse (végétale ou animale) et à l’exploiter. Cette exploitation est à l’origine de leurs caractéristiques écologiques particulières, au niveau de leurs : - structure (composantes et organisation) - fonctionnement (flux et cycles) - dynamique (évolution dans le temps) Les systèmes forestiers Forêt vierge Peuplement très dense, en mosaïque très diversifiée. Strates peu nettes et entrelacées. L’ouverture des peuplements est le fait d’événements naturels (incendies, foudre, vent…) qui forment des clairières. Forêt exploitée Densité contrôlée par l’homme. Lorsqu’il y a plantation : répartition régulière. Les strates sont organisées (futaie, taillis, …). Les clairières et layons sont ouverts par l’homme pour permettre la régénération. 4 Tableau 1 : Comparaison de la structure de la forêt vierge avec la structure de la forêt exploitée. Forêt vierge Forêt exploitée Espèces spontanées Espèces cultivées ou spontanées et sélectionnées Importante Réduite Beaucoup d’individus de populations différentes Sélection d’espèces « nobles » qui deviennent dominantes Très hétérogène Homogène, pas de vieillissement des sujets Très forte Contrôlée par les pratiques (éclaircies, plantations) Clairières par accidents naturels sur peuplements vieillissants Clairières artificielles pour la régénération, ou par les coupes d’exploitations. Multiples, imbriquées Organisées et contrôlées selon mode de sylviculture (futaie,…) Peuplements en mosaïque Peuplement régulier Quantité Souvent importante Augmentation progressive jusqu’à exploitation. Répartition Très irrégulière Qualité Non recherchée Recherche d’une biomasse maximum, mais de qualité et homogène. Entre individus Niches écologiques limitant la compétition Compétition forte, contrôlée par les pratiques Entre populations Réseaux trophiques complexes Réseaux trophiques simplifiés Composition Nature des espèces Richesse spécifique Diversité spécifique Âge des individus OCCUPATION DE L’ESPACE Densité Ouverture Strates Répartition Biomasse Interactions ACTION DE L’HOMME SUR LES SYSTEMES VIVANTS La révolution néolithique : les premiers agrosystèmes Dans un écosystème, la recherche et la récolte des espèces utiles est rendue difficile par l’hétérogénéité du milieu et des peuplements et la diversité des espèces. L’homme pour se développer a du abandonner l’économie de la cueillette et de la chasse. L’explosion démographique Néolithique se fait grâce au remplacement de la forêt par des systèmes 5 simplifiés. Leur production est orientée vers un petit nombre d’espèces. Une fois les forêts défrichés, le franchissement de seuil des systèmes se fera par la recherche de la rentabilité, c’est à dire par l’intensification, au prix de l’artificialisation : les écosystèmes sont rendus artificiellement juvéniles. MISE EN PLACE DES AGROSYSTEMES La simplification de l’écosystème Simplification des écosystèmes = régression de leur structure et diminution de l’information interne. Ce qu’on réalise artificiellement : - Défrichements : suppression de biomasse ( rajeunissement). - Pratiques diminuant la diversité élimination d’espèces non utilisées, dites « nuisibles/parasites ». - Intensification : (apports nutritifs, amélioration des sols par labours, drainages). Accentue les avantages compétitifs de l’espèce choisie. - Sélection des génotypes : accentue les avantages compétitifs de l’espèce choisie. Espèces choisies Caractéristiques écologiques : - stratèges « r » : reproduction et croissance rapide. - Nitrophiles : riches en azote – graminées, légumineuses. exploitation de peuplements quasi monospécifiques, donc très productifs (reproduction élevée, forte production nette), mais à diversité nulle. Exception : culture des arbres à croissance lente, stratèges « K » mais fournissant un matériel aux qualités structurales nécessaires. Les espèces font parties d’écosystèmes complexes (forêt tropicale pour les bois précieux) ou de faciès (futaie). L’agrosystème est entretenu dans une optique d’exploitation totale de la biomasse produite. La régénération et le renouvellement de biomasse est strictement artificiel. Les flux sont donc très ouverts : flux d’information, flux nutritif (engrais, eau, …). Des systèmes à caractère juvénile Schématiquement, les agrosystèmes se comportent comme des écosystèmes en début de succession, donc juvéniles. Les populations spontanées qui les composent sont donc colonisatrices, pionnières. La démographie est du type « r » : « catastrophes », fortes fluctuations, alternances de pullulations et de chutes brutales. Procédés d’intensification Outre l’intensification par les moyens mécaniques (outillage, force motrice), la technique de rotation des cultures, et l’apport des plantes fourragères, les procédés d’intensification sont apparus vers 1930 : - Engrais. Substitut/complément du fumier et du lisier - Phytosanitaires. - Herbicides. Substitut de la rotation des cultures et du hersage. - Fongicides, suite à l’accroissement de la contamination par les champignons. 6 - Pesticides, suite aux pullulations dues à la forte régression des insectes prédateurs privés d’habitat. Sélections de variétés et hybridations, pour accroître résistance et qualité des variétés. Drainages, assèchement des zones humides. Suppression des haies, ruisseaux et rivières. Effets globaux de l’intensification Tous ces moyens agissent sur l’écosystème et le transforment. Le résultat de l’intensification : - très fortes augmentations de production de biomasse. - très grande artificialisation des agrosystèmes. le premier est fonction inverse du deuxième. Résumé Dans un agrosystème, les peuplements végétaux sont simplifiés, la richesses et la diversité spécifiques sont faibles : dominance d’une espèce sélectionnée pour produire un biomasse de qualité. Espèces souvent nitrophiles à stratégie « r ». Présence « résiduelle » de quelques espèces opportunistes (« mauvaises herbes »). Interactions contrôlées par l’homme (parasitisme, prédation, compétition) en faveur des populations sélectionnées dont le pouvoir compétitif est faible. Réseaux trophiques simplifiés conduisent svt à des pullulations de ravageurs ou parasites. Populations jeunes pour exploiter leur potentiel de croissance. 7 Tableau 2 : caractéristiques des champs cultivés Champs cultivés Composition Nature des espèces Espèces cultivées, génotypes sélectionnés Richesse spécifique Très faible. Peuplements monospécifiques, « mauvaises herbes » résistantes. Diversité spécifique Très forte dominance de l’espèce cultivée. Diversité génétique limitée. Âge des individus Très homogène, croissance très rapide. Espèces annuellement dominantes Occupation de l’espace Densité Contrôlée par le semis Ouverture Alternance du sol nu et de peuplements cultivés à densité variable Strates Une seule strate herbacée en général Répartition Très régulière (lignes, rangs, parcelles) Biomasse Quantité Recherche d’exploitation 100% de la biomasse, produite en un temps minimum. Espèces nitrophiles, stratèges « r ». Répartition Uniformisée Qualité Sélectionnée pour obtenir le maximum de biomasse utile (gros grains p.ex.) et de qualité. Interactions Entre individus Contrôlée : densité régulée, engrais, travail du sol. Entre populations Contrôle des « mauvaises herbes », « ravageurs » et « parasites ». Réseaux trophiques Réseaux trophiques très simplifiés, milieu instable favorisant les espèces « r » et une forte compétition. Disparition de certains prédateurs risques de pullulations IMPACT DES PRATIQUES AGRICOLES Impact des pratiques agricoles et sylvicoles sur le climat Microclimat Les variations d’amplitude de T° sont atténuées par le couvert végétal, en particulier forestier. amplitudes thermiques bcp plus importantes en milieu découvert (champs, prairies, friches). L’humidité est plus importante dans le milieu forestier. le microclimat d’une parcelle cultivée diffère de celui d’une forêt. 8 Mésoclimat Déforestation liée à l’extension des terres cultivables ouverture des paysages Le climat local et régional peut être modifié : - vent plus actif - humidité de l’air plus faible - amplitude thermique plus importante Macroclimats et climats zonaux Impact important des déforestations massives (pourtour méditerranéen, zones tropicales). Contrôle des facteurs climatiques Dans certains agrosystèmes contrôle de : - Température : serres, films plastiques. - Vent : haies, brises-vent. - Précipitations : irrigation. Impact des pratiques agricoles sur les sols Le sol est la base de la production. Le sol est une réserve pour les substances nutritives des plantes et pour l’eau des précipitations. - Il agit sur l’eau comme filtre, régénérateur et purificateur de l’eau. - Il agit sur les substances en : o les décomposant par les micro-organismes o les liant à des particules du sol o les laissant passer sans les transformer. Érosion des sols agricoles Érosion mécanique sur les terrains en pente perte de nette de terre (érosion plus importante que la formation de terre nouvelle) - Perte de substances nutritives et humus. - Csharge polluante dans les eaux de surfaces, enrichies en substances nutritives. Sur un sol nu non protégé, l’impact des gouttes propulse des particules ( 2m) envasement du sol et perte de perméabilité. ruissellement d’eau. Structure des sols agricoles La disparition de l’assolement entraîne une homogénéisation des sols. Les machines peuvent ameublir le sol (40cm profond), mais ne régénèrent pas complètement la structure. Un sol naturel est grumeleux par l’effet de l’activité des microorganismes (lombric,…). Compactage du sol par les machines agricoles jusqu’à 60cm de prof. Le volume des pores grossiers du sol diminue la circulation d’eau et d’air dans le sol diminue diminution de l’activité biologique. La baisse des taux de matières organiques et le ralentissement de l’infiltration d’eau diminution de la stabilité structurale des sols. Lors du labour, une grande partie de la masse organique est enfouie trop profondément pour être complètement décomposée. 9 Impact de la fertilisation des sols agricoles Engrais minéraux : K, N, P apportés sous forme de sels. A long terme, les engrais peuvent provoquer la raréfaction des formateurs d’humus. Ils sont entraînés par les eaux d’infiltration, surtout N qui se lie très peu aux particules du sol. Certains engrais P contiennent du Cd (cf. métaux lourds). Déjections animales - Fumier : paille + déjections animales. Favorise la vie du sol et la formation d’humus. - Lisier : déjections animales sans paille. Apport en nutriments. Très faible contribution à la formation d’humus. L’alimentation de porc est riche en Cu épandu avec le lisier. Les lisiers porcins et bovins sont des poisons pour les lombrics et la mésofaune. Boues d’épurations Contiennent svt des métaux lourds qui ont des effets négatifs sur : - métabolisme microbien (ammonification, nitrification et fixation de N), très touché. - Les lombrics accumulent les métaux lourds passage dans la chaîne trophique. Impact des pesticides Utilisés massivement dès 1939. Chimiques ou organiques. pesticides chimiques très faciles à utiliser et effet rapide très utilisés. Les pesticides sont svt non sélectifs Destruction des parasites et de leurs prédateurs développement plus rapide des parasites plus de pesticides, etc. Une grande partie des pesticides n’est pas absorbée par leurs cibles Transportés par le vent (aérosols) ou absorbés par le sol décomposés organiquement ou lessivés vers les nappes phréatiques. Les effets des phytosanitaires sur les êtres vivants du sol sont variables - Si biologiquement dégradables source d’E pour les bactéries du sol. Avec un temps de latence variable qui dépend : o Du nombre de micro-organismes capables de métaboliser le produit. o Du temps nécessaire pour que le produit induise la synthèse des enzymes indispensables. - Déciment le lombrics (insecticides : parathion, carbofurane, aldicarbe ; fongicides : bénomyl, thiophat). Les animaux du sol (araignées, scarabées, fourmis, carabides) absorbent les pesticides : - Par pulvérisation directe. - Par ingestion de nourriture ou de liquides contaminés. - Par les organes respiratoires. - Par capillarité avec l’eau du sol. Les animaux résistants ne ressentent pas d’effets et se propagent. La particularité des pesticides de rester dans le système sans transformation est la persistance = rémanence. 10 Résumé : Ce qui appauvrit la pédofaune - Compactage du sol. - Empoisonnement par pesticides, lisiers. Ce qui stimule la microflore bactérienne Décomposition accélérée, minéralisation plus active) : - Aération régulière du sol en surface. - Régulation de l’humidité du sol (drainage, arrosage). Les effets de l’état structural du sol Dépendent des méthodes de travail du sol) : - Circulation de la pédofaune. - Qualité d’enracinement. Ce qui influence la composition physique du sol : - Érosion départ différencié des particules minérales selon la taille. - Érosion amincissement du sol et modification de la granulométrie. - Le Tx de matières organiques diminue s’il n’y a pas de restitution de matière organique après la récolte (p.ex. diminution de l’usage du fumier). Ce qui influence la composition chimique du sol : - La fertilisation (organique et minérale) enrichit le sol en éléments minéraux. - L’épandage de boues d’épuration, de certains lisier de porc (Cu), ainsi que certains engrais P (Cd) déversent des métaux lourds qui s’accumulent (rémanence) dans le sol et les chaînes alimentaires. - Les pesticides s’accumulent de même. Actions de l’homme sur les populations animales domestiques L’homme agit sur les populations animales par : Sélection de certaines espèces pour leurs aptitudes à produire une biomasse de qualité (lait, viande, laine, oeufs), pour leur domesticabilité, ou pour leurs force (traction animale, déplacement). Sélection d’individus qui répondent les mieux aux attentes sélection de génotypes races. Regroupement en troupeaux Pour une conduite rationnelle. Maîtrise de la reproduction Naissances multiples, sex-ratio en faveur des femelles, sélection généalogique. Alimentation favorable Prairies, prés de pâturage, cultures fourragères (luzerne, maïs), cultures riches en énergie (orge, avoine). 11 Suivi sanitaire, limitation de la compétitivité, protection contre prédateurs et parasites Traitmements phytosanitaires Conditions d’élevage optimale Abris, transhumance, bâtiments d’élevage. Perte de diversité génétique La sélection pratiquée par l’homme a conduit progressivement à une érosion de la diversité génétique des populations animales (extinction de races locales, limitation des races à un nombre réduit de souches génétiques). Impact de l’élevage sur le milieu L’élevage a une incidence sur : - peuplements végétaux : pâturages, cultures fourragères … - faune spontanée : lutte contre les prédateurs, interaction des animaux domestiques avec les herbivores sauvages, effet des pratiques culturales… - sol : restitutions par les déjections, piétinement, érosion en cas de surpâturage. - Climat : impact des cultures et prairies sur les microclimats. Impact de l’exploitation de la biomasse sur les biocénoses En général, l’exploitation rajeunit les peuplements (comment) : - Les plus âgés exercent une compétition aux dépens des jeunes. En les éliminant, la croissance des jeunes est accéléré et la proportion de biomasse jeune augmente. - Le prélèvement d’individus dans une population provoque souvent une augmentation de « r » augmentation de la natalité. - En favorisant la repousse des végétaux (une forte pression de pâturage favorise la repousse). - En favorisant les successions. L’exploitation de la biomasse rajeunit (qui) : - l’individu végétal (repousse). - la population (augmentation de « r », modification de la structure démographique). - la biocénose (successions). Cf p. 70 : schéma comparatif entre écosystème et agrosystème. 12 SEQUENCE 2 : COMENT FONCTIONNENT LES AGROSYSTEMES. Ecosystème : flux de biomasse fermé = cycle Dans un écosystème, le flux de biomasse est fermé, il constitue un cycle fermé : la biomasse produite nourrit la chaîne trophique et retourne au milieu, le rechargeant en ressources nutritives. Agrosystème : flux de biomasse ouvert Dans un agrosystème productif, une partie de la biomasse est exportée (biomasse exportée) : bois, grains de céréale, paille, fourrages pour les animaux, lait, œufs, etc. Le cycle est ouvert. La biomasse exportée constitue une perte nette pour le système appauvrissement. Conséquences : - diminution de la biodiversité. - réseaux trophiques simplifiés. INCIDENCES DE L’EXPORTATION DE BIOMASSES SUR LE FONCTIONNEMENT DES ECOSYSTEMES. Au moyen-âge – système de culture-élevage avec jachère. Biomasse exploitée : essentiellement blé alimentaire et bois de construction et d’énergie L’agrosystème du moyen-âge fonctionne sur trois principes : - combinaison de la culture et de l’élevage. - jachère. - Exploitation-cueillette de la forêt. Le rendement de la biomasse animale est faible : mauvaise qualité des fourrages, fonction de traction des animaux. Les exploitations de biomasse sont destinées au village. L’agrosystème est fermé sur luimême, constitué du système : ager – saltus – sylva. La fertilité des ager, est maintenue par : - jachère et résidus de cultures reconstitution du sol. - Pâturage déjections des animaux. Ce système présente un cycle relativement fermé, mais nécessite des apports sur les champs : - éléments organiques : déjections, déchets de culture. - Éléments minéraux : déjections, jachère minéralisation. - Force de travail : force humaine, chevaux et bœufs, attelages. Examinons de près ces flux Flux de matières organiques : Les apports organiques peuvent compenser les pertes d’humus par minéralisation. En réalité, les apports ne compensent svt pas les pertes les stocks de matière organique du sol diminuent structure du stol plus instable sensibilité accrue à l’érosion la production de biomasse est de moins en moins efficace. 13 Le développement des apports de litière et d’herbe coupée, puis les cultures fourragères améliorantes permettront d’améliorer l’apport de matière organique et de limiter les pertes (18e). Flux d’éléments minéraux : Une partie des minéraux est exportée avec la biomasse il faut compenser les exportations par des apports équivalents. NB : L’azote étant très soluble (formes NO2, NO3), donc facilement lessivé, sa disponibilité est liée directement aux apports de matières organiques, ou à la présence de légumineuses (fixatrices de N2). Au moyen-âge, c’est la minéralisation des apports organiques qui constitue l’apport en minéraux. Mais la forêt est exploitée (fourrage, bois de feu, bois de construction) sans restitutions. On entretient la fertilité des champs en appauvrissement les sols forestiers : transfert de fertilité. Dégradation de la forêt en taillis puis en landes. Flux d’énergie : L’apport de la traction animale de la charrue permet une augmentation de production de biomasse, par extension de la surface cultivée. Mais l’apport d’énergie par les animaux exige une consommation de biomasse végétale importante, qui peut provoquer un transfert de fertilité ou une concurrence avec les surface cultivées en blé concurrence entre les cultures destinées au bétail et celles destinées à l’alimentation humaine. La forêt fournit une source d’énergie importante en bois de feu problème si la consommation dépasse la production de bois par la forêt, ce qui est le cas au moyen âge (diminution de la surface des forêts, appauvrissement du sol forestier, surexploitation du bois) dégradation de la forêt. Cf. schémas p. 100. Résumé de la situation des cycles de biomasse au Moyen-âge ager : apports - En énergie animale et humaine - En matières organiques provenant des déchets végétaux, des déjections animales, de la forêt (transfert). sylva : pertes nettes - Transfert vers les ager (fourrages) - Exploitation de bois dépassant la production (sols appauvris par les transferts vers les ager). Agrosystème village (ager + saltus + sylva) : pertes nettes. - Apports quasi nuls (autarcie) - Exportations quasi nulles (autarcie) - Pertes liées à l’érosion des sols et mauvaise gestion des matière organiques (déchets et déjections). Ainsi la forêt est exploitée sans compensation. La gestion des déchets est mauvaise restitution insuffisant vers les champs et inexistante vers les forêts. Fumiers peu transportables (peu de paille), non motivation à améliorer le rendement de terres dont on n’est pas propriétaire, lourdes taxes féodales… 14 cette gestion est par exemple à l’origine de la dégradation irréversible du pourtour méditerranéen. Faisons le point Agrosystèmes : caractérisés par des flux ouverts : exportation de biomasse s’accompagnant de prélèvements en minéraux, matière organique et énergie, qui ne sont pas restitués au système. Ces pertes doivent être compensées par des apports pour éviter un appauvrissement progressif. 18e siècle Usage progressif des plantes fourragères qui améliorent la régénération des sols (en matières organiques et minérales) abandon de l’assolement libération des surfaces en jachères possibilité de diversifier la production (PdT, betteraves, etc.) passage à un système de polyculture-élevage. Systèmes agraires du 19e au 20e siècle : agrosystèmes intensifs Apport de la fertilisation inorganique (minérale). Arrivée des moteurs à énergie fossile dans les agrosystèmes. densification de la production. diminution de la population agricole, spécialisation des exploitations, diminution de la variété système de production monoculturaux. Élevages bovins intensifs, dépendants de la surface, avec cultures fourragères et pâturages permanents. Les déjections de ces élevages sont trop importantes pour la surface des exploitations problème d’élimination. Quantité de biomasse produite dans les agrosystèmes intensifs Grâce à la mécanisation et à l’usage des engrais, la productivité à été multipliée par 5. C’est cette augmentation de productivité (biomasse produite par unité de temps et de surface, ou par animal) qui caractérise l’intensification. Les apports dans les agrosystèmes intensifs : Fertilisants (engrais) minéraux La fertilisation inorganique (chimique) compense les prélèvements accrus par l’intensification. Ils sont faciles à utiliser. Origines : fossile, déchets organiques ou industriels, synthèse. Pesticides (herbicides, fongicides, insecticides), substances de croissance (raccourcisseurs, hormones) Permettent de favoriser le potentiel de croissance des espèces cultivée et de contrôler les interactions avec les autres peuplements (parasites, prédateurs, concurrents). Semences sélectionnées La sélection permet d’accroître la productivité. Elle s’exerce non seulement au niveau de l’individu, mais au niveau régional ou plus. Énergie fossile Mécanisation, moteurs, tracteurs gains importants par rapport à la traction animale. Disparition de l’animal de trait accélération de la spécialisation (plus besoin d’animaux dans l’agriculture). explosion du modèle polyculture élevage. Échanges intenses de denrées entre régions Denrées agricoles, matières premières, fabrication et transport des engrais, et pesticides, transformation des produits agricoles. Tout cela dépend d’une forte consommation en énergie fossile. 15 Eau les méthodes d’irrigation par aspersion ou par goutte à goutte sont plus économes en eau que les anciennes méthode par gravité, mais bcp plus gourmandes en énergie. Les pertes dans les agrosystèmes intensifs : Pesticides Rémanents dans la chaîne alimentaire, volatilisés dans l’atmosphère, stockés dans le sol. Éléments minéraux Risque de lessivage des nitrates avec les fertilisations azotées. - Concentration des élevages quantités d’effluents organiques difficiles à gérer. - Pertes organiques limitées : rendements accrus restitution organisation accrue. - Érosion de sols dans certaines cultures (terres limoneuses, vignobles, coteaux, cultures laissant le sol à nu l’hiver) et liée à certaines pratiques d’intensification (suppression des haies, travail du sol par machines). Baisse de stabilité structurale du sol (baisse d’apports organiques dus à l’absence d’élevage. Faisons le point L’intensification des agrosystèmes se caractérise par l’intensification des rendements (biomasse exportée par unité de temps et de surface). L’accroissement de la biomasse exportée est compensée par un accroissement des apports – ou intrants – et des risques de pertes. LES FLUX DE BIOMASSE DANS UN AGROSYSTEME 1. Comparaison entre flux de biomasse d’une forêt et d’une prairie - - Production nette est équivalente. Biomasse utile : 20% de l’accroissement annuel dans la forêt, 70% dans la prairie. Restitution : importante dans la forêt (chutes de feuilles et fruits litière abondante, populations de décomposeurs actives et diversifiées). La pédofaune des prairies est active mais sur une profondeur moindre. Biomasse stockée : 30% dans la forêt est stocké sur pieds dans la forêt. Dans la prairie, 10% stockés dans le système racinaire. 2. Comparaison entre prairie et maïs - Production nette : équivalente. Rendements variables, en générale en faveur du maïs. Un bonne partie de la biomasse du maïs est dans les grains, grâce aux sélections. Le maïs est annuel pas de stock de biomasse sur pieds toute la biomasse est soit exportée soit restituée au sol. Le maïs doit être ressemé chaque année avec des grains achetés, les hybrides étant infertiles. 3. Comparaison entre maïs grain et maïs fourrage - Si on récolte la plante entière (maïs fourrage), la biomasse restituée est faible. peu de restitution peu d’apport en engrais organiques il faut envisager une rotation des cultures ou un apport humifère pour éviter la baisse des taux de matières organiques du sol. 16 - Si on ne récolte que le grain, la biomasse restituée est importante il faut veiller au conditions de décomposition (structure du sol, aération, humidité). 4. Que change l’animal domestique L’animal domestique est alimenté surtout à partir de biomasse végétale les apports génèrent des flux importants de biomasse (fourrages, concentrés) qui proviennent : - soit des surfaces de l’exploitation système fourrager. - Soit de surfaces extérieures élevage hors sol. Transformation de la biomasse végétale en biomasse animale avec un rendement de 5 à 10%. Ce rendement dépend de :. - Âge : le rendement est plus élevé pour les individus jeunes que pour les vieux. - Nature de la biomasse : plus élevé pour le lait que pour la viande. - Qualité de l’alimentation. Pertes : - Un grande partie de la biomasse sert aux besoins de l’animal (entretien des structures, déplacements). - Une grande partie de la biomasse ingérée n’est pas métabolisée et se retrouve dans les déjections. ces déjections doivent être recyclées sous peine de pertes importantes au sein du système fourrager. NB : La part de biomasse restituée est très variable selon les agrosystèmes - Certains en sont riches forêt, élevage, culture à forte restitution. - Certains en sont pauvres cultures à faible restitution (exemple : maïs fourrager). Les débouchés de cette biomasse sont variables également selon les agrosystèmes : - Certains sont saturés (élevages hors sols, coupe forestière) - Certains manquent de matière organique. la spécialisation des agrosystèmes rend difficile le recyclage de la biomasse et son transfert. On considère cette biomasse souvent comme un déchet encombrant. Faisons le point Les flux de biomasse des agrosystèmes sont d’autant plus ouverts que les systèmes sont intensifiés. La recherche des meilleurs rendements a pour conséquences… Conduite de peuplements jeunes, pour profiter de leur meilleur rendement. Conduite de peuplements ayant un potentiel de production maximal (cultures annuelles, abattage jeune, semences et souches sélectionnées). Maximisation de la biomasse utile dans la biomasse produite (conduite en futaie, proportion de grains dans les céréales, rendement des animaux d’élevage). La biomasse non exploitée est restituée à l’agrosystème ou perdue. L’importance de la biomasse restituée a une forte incidence sur la fertilité des sols et les réseaux trophiques. 17 FLUX DE MATIERES MINERALES La biomasse contient du C, N, P, K … L’exportation de biomasse modifie les flux de ces éléments. Comparaison des flux N et de K entre forêt et champs de maïs fourrage p. 118 1. Les stocks de minéraux sont plus élevés en forêt du fait du stockage de la biomasse dans : o Le bois sur pieds (24% de K et 16% de N). o La litière forestière et l’humus. (plusieurs centaines de t dans le sol forestier, contre 50-100 t dans un sol cultivé). 2. en forêt, les flux de minéraux sont bcp plus faibles. o Quantités absorbées réduites, ne constituant qu’un faible part des stocks. Part limitée stockée dans le bois et exportée annuellement. o La plus grande partie est restituée (72% de N et 86% de K absorbés annuellement sont restitués avec la chute des feuilles). o Les arbres récupèrent une bonne partie des minéraux des feuilles avant leur chute. 3. Dans un champs de maïs : les flux de minéraux sont très importants : o Quantités absorbées élevées (3-4 x plus qu’en forêt) et constituent une part importante des stocks. La majorité des éléments prélevés sont exportés (95% de N et 87% de K). faible restitution, accentuée par le fait que quasi toute la biomasse de la plante est utile (fourrage). o Pertes par lessivage ou par ruissellement accentué par l’importance du sol nu dans la culture du maïs. nécessité de compenser les exportations et pertes par des apports extérieurs. NB : Arbres et arbustes mettent les minéraux en réserve à la sénescence des feuilles. minéraux à disposition bcp plus vite que par les cycles de la matière organique. Ca peu récupéré car en général abondant. Les végétaux herbacés transfèrent bcp d’éléments minéraux des feuilles vers les graines forte exportation. Tableau : absorption et restitution de minéraux. Comparaison entre forêt et culture de maïs. Forêt Matières organiques sur le sol 2-5 x plus que la culture Absorption annuelle de minéraux 1-3% du stock Restitution annuelle de minéraux 70-85% des absorptions Taux de consommation annuelle 0.25-0.9% du stock Culture de maïs 2-5 x moins que la forêt 10-20% du stock 5-15% des absorptions 8.5-19% du stock Causes de l’importance des exportations du maïs - Rendement très élevé (qui ne peuvent être obtenus qu’avec un sol riche et une bonne disponibilité des minéraux par une fertilisation adaptée). Mode d’utilisation : exploitation de l’ensemble de la partie aérienne pour le fourrage. 18 - Le maïs fourrage est cultivé dans des exploitations d’élevage, qui restituent des déjections animal (fumier, lisier), qui sont bien valorisées par le maïs. Le stock de N du sol est essentiellement sous forme organique. La disponibilité de N dépend de la minéralisation de l’humus et des résidus des cultures précédentes (rotation des cultures encore svt utilisée pour le maïs), et de l’intensité de la fixation microbienne de N2 de l’air. sans apport de N extérieur, ce sont les facteurs limitants de la disponibilité en N. NB : au M-âge, on extrait la litière, les feuillages et branches et brindilles de la forêt amputation des stocks organiques d’azote. la forêt pousse moins vite. Faisons le point Dans les agrosystèmes, les cycles des éléments minéraux sont fortement modifiés : l’exportation de biomasse prélèvement d’une part importante du stock de minéraux disponibles et restitutions réduites. Nécessité d’apports d’engrais minéraux ou organiques pour maintenir la fertilité des sols donc la productivité du système. Globalement : la circulation des éléments minéraux s’accélère avec l’intensification. Résumé des cycles d’éléments minéraux (p.124-125) Dans un écosystème : - apports par transferts entre systèmes. - pertes par transferts entre systèmes. Dans un agrosystème peu intensifié : - apports limités aux restitutions. - exportations réduites. - pertes par érosion, faibles. Dans un agrosystème intensif : - apports importants de fertilisants (engrais chimiques et organiques). - exportations importantes. - restitutions faibles. - risques de pertes importants. Cas extrêmes : rupture complète du cycle dans les cultures hydroponiques : - apport par solution nutritive importée. - exportation de la totalité de la biomasse (culture hors sol) - pertes : minéraux non utilisés + résidus de culture sont des déchets. NB : la problématique est la même pour les autre minéraux. Le P est rare si les prélèvements sont importants problèmes. Des carences se présentent parfois, qui ne sont pas liée à un stock insuffisant mais à une mauvaise circulation de minéraux dans le sol ou un mauvais fonctionnement du système racinaire dus en général à : printemps froid, humidité, pH extrême, sol compacté… 19 LES CYCLES EN ECOLOGIE Eléments minéraux : Ils circulent entre les différents composants des systèmes vivants : alternativement sous forme de : - biomasse (matière vivante) - nécromasse (matière organiques) - matières minérales. les flux de minéraux sont aussi des flux de matière. Biomasse : Les flux de biomasse sont discontinus (ouverts) : la biomasse se décompose en matière organique, puis en matière minérale. en écologie on parle du cycle du Carbone (composant principal de la biomasse) et des flux d’énergie contenus dans les échanges de biomasse. Le cycle de la matière interfère avec les cycles de tous les éléments qui composent la matière, vivant ou morte : ils traversent le milieu physique aussi bien que le milieu vivant : on parle de cycles biogéochimiques. Le cycle de l’eau (cf p.128) Une partie de l’eau de pluie est interceptée par la végétation et ne parvient pas au sol, le reste ruisselle. Le sol retient une partie de l’eau infiltrée, le reste s’écoule vers la nappe phréatique. La plus grande partie de l’eau du sol est absorbée par les plantes et rejetée en vapeur d’eau par les feuilles, le reste s’évapore directement du sol. Les eaux de ruissellement vont vers les eaux ouvertes (mers, océans) via les rivières et les fleuves. Elle est évaporée dans l’atmosphère. Évapotranspiration : eau rejetée dans l’atmosphère par l’écosystème (transpirée par les végétaux, évaporée du sol). Importance des flux d’eau dans les systèmes vivants Évaporation dans nos régions : - un bouleau : 75 litres / jour - un hêtre : 100 l /j. - un tilleul : 200 l/j. - un ha de forêt : 20 à 50'000 l/j. - tapis végétal : 2000-3000 t/ha/an - culture exigeante : 4000-6000 t/ha/an - en moyenne : 3000-7000 t/ha/an. Rétention : - mousses en forêt : 450 m3/ha Pompage par les arbres : - 3000-7000 tonne/ha/an. 20 Le cycle de l’eau s’équilibre au niveau de la biosphère. Les agrosystèmes modifient localement ces cycles : - l’évapotranspiration des cultures est intense phase de croissance, mais réduite à l’évaporation sur le sol nu. les quantités d’eau sont voisines de celles des écosystèmes, mais varient dans le temps. micro et mésoclimats. - précipitation : modifiées dans un milieu très remanié (défriches forestières, arasement des haies dans une région). - Évapotranspiration plus forte en milieu ouvert. - L’interception de la pluie par la végétation est très modifiée : o Les écosystèmes fonctionnent svt comme des éponges en retenant l’eau (cf mousses). o Dans les agrosystèmes, un fois la réserve du sol remplie, l’eau s’écoule en profondeur par drainage vers la nappe et en surface par ruissellement. Si les pluies sont fortes : ruissellement rapide sans pénétration du sol risques d’érosion et de crues. - L’irrigation intensifie le flux des eaux dans les agrosystèmes augmenter et régulariser la production de biomasse. Mal conduite lessivage ou salinisation de certain sols, baisse des niveaux d’étiages des cours d’eau et de la nappe afférente. Faisons le point Les cycles biogéochimiques et le cycle de l’eau sont très modifiés dans un agrosystème : le flux de matière, d’éléments minéraux et d’eau s’intensifient avec l’augmentation de la productivité. - L’exportation de biomasse provoque des restitutions limitées en matières et éléments minéraux. il faut compenser les prélèvements humains par des apports exogènes à l’agrosystème. - L’intensification des flux et la simplification des peuplements augmentation des transferts et des risques de perte : ruissellement, érosion, pollutions, baisses de stocks de matière organique et minérale… Les flux d’énergie L’énergie solaire est à l’origine du flux d’énergie qui traverse les êtres vivants à travers les réseaux trophiques. Les végétaux sont les producteurs primaires de biomasse à partir du rayonnement solaire. ils constituent une source d’énergie disponible pour les consommateurs primaires (herbivores), qui sont à leur tour la source d’énergie des consommateurs 2eres (carnivores). Chaque être vivant, à chaque maillon des réseaux trophiques utilise l’énergie pour : - Leur propre biomasse : croissance, maintien et renouvellement des tissus et mise en réserve. - La reproduction. - Leurs fonctions vitales : respiration, circulation (du sang / de la sève), digestion… - Leurs déplacements. La biomasse consommée qui n’est pas utilisée (= pas métabolisée), ainsi que la biomasse morte (matières organiques fraîches) sont utilisées par les détritivores. La perte d’énergie à lieu au niveau de la respiration est compensée par l’apport d’énergie solaire via les autotrophes (surtout les végétaux). 21 Flux d’énergie dans les agrosystèmes (cf p.139) À la différence des écosystèmes, les flux énergétiques des agrosystèmes sont ouverts : - Pertes : par les exportations de biomasse. - Apports : par les apports d’énergie à travers l’intervention humaine. Perte d’énergie dans les agrosystèmes (exportation de biomasse) Le prélèvement de biomasse lors de la récolte / de l’abatage correspond à un prélèvement d’énergie, qui n’est plus disponible pour les autres maillons du réseau trophique, particulièrement les décomposeurs et les carnivores appauvrissement spécifique et simplification des réseaux trophiques. Apports d’énergie dans les agrosystèmes Ils sont de trois types : - Énergie musculaire : humain, traction animale, déplacement des animaux en transhumance. - Énergie liée à l’utilisation de carburants et électricité : machines agricoles, bâtiments d’élevage, transport et fabrication de produits animaux et végétaux, irrigation, … - Énergie utilisé à l’amont : fabrication, conditionnement et transport des intrants (engrais, matériel, pesticides, …) - Énergie utilisée à l’aval : transformation, des produits agricoles par les industries agroalimentaires. Ces différentes formes d’énergie apportées aux agrosystèmes = énergie auxiliaire humaine. Devenirs de l’énergie dans les agrosystèmes Quatre issues : - Pertes par respiration. - Exportation de biomasse. - Énergie stockée dans la biomasse végétale et animale. - Énergie des matière organiques, résidus, organismes morts, humus, restitutions. l’origine des toutes ces formes d’énergie est en dernier lieu solaire (à l’exception de l’énergie atomique). Les énergies fossiles ne sont pas renouvelable à l’échelle humaine. Où se pose la question de l’efficacité de l’énergie injectée dans les agrosystèmes. Quel est le bilan énergétique de la production agricole (cf. p.142). En terme de productivité : - rendement de production (production/unité de surface et de temps). - rendement énergétique (énergie produite/énergie consommée). Et ceci non seulement à l’échelle de l’agrosystème, mais à une échelle plus globale. L’énergie produite par un agrosystème donné dépend de plusieurs facteurs - Rendement : biomasse produite par unité de surface. Les cultures à haut rendement produisent plus d’énergie (PdT, betteraves, maïs). - Rendement de transformation de la biomasse : la production de biomasse animale 10x inférieur au rendement de la biomasse végétale. - Valeur énergétique de la biomasse produite (rendement de consommation) : élevée pour les céréales, les oléagineux (colza) et les féculents. (riches en saccharides ou acides gras). - Proportion de la biomasse utile (consommable) dans la biomasse produite : dans la PdT il n’y a pas de résidus (racines quasi inexistantes, feuilles desséchées). Dans le blé, 40% de la biomasse aérienne n’est pas consommable directement par l’homme. 22 La transformation de biomasse végétale en biomasse animale 90% de pertes. Mais, ces pertes ne sont pas de même nature : - Une bonne partie d’entre elles sont restituées à l’agrosystème (déjections) - Une bonne partie de l’énergie consommée par les animaux n’est pas consommable directement par l’homme (prairies, pâturages, déchets agro-alimentaires). Il faut s’interroger d’avantage si le (mauvais) rendement en biomasse animale est obtenu avec une biomasse consommable par l’homme (2/3 des céréales en France alimentent les élevages !) ou sur des surfaces qui font concurrence aux cultures vivrières. la déperdition d’énergie constatée pour transformer une biomasse en énergie utile (nourriture, biocarburant) constitue le coût énergétique de transformation. Production de biocarburant La production d’1 cal de biocarburant a un coût énergétique total compris entre 0.5 et 1 cal ! Résumé Les différences d’énergie produite par les agrosystèmes proviennent : - Du rendement de production (biomasse/énergie entrante). - Des différences de rendement en biomasse utile (proportion consommable, valeur énergétique à l’unité). - D’une valeur énergétique variable selon la biomasse produite - Du rendement de transformation de la biomasse (par l’animal, par l’industrie agroalimentaire). L’avantage va-t-il aux organismes qui produisent le plus d’énergie ?? Certaines cultures sont moins gourmandes en énergie Légumineuses (dont soja) sont les moins gourmandes. L’apport en fertilisants est bcp plus faible pour les légumineuses que pour les autres culture. Les légumineuses fixent N2 de l’air. besoins bcp plus faibles en engrais azotés dont le coût énergétique est très élevé. Par contre l’usage des engrais azotés est systématique pour les céréales et les oléagineux. NB : synthèse des entrais azotés : synthèse industrielle d’ammoniac, très gourmande en E. Fabriquer 1t d’ammoniac demande 1t de pétrole !! Les postes les plus gourmands en énergie dans les agrosystèmes culturaux - La fertilisation azotée. L’azote est un de pivots de l’intensification. - L’irrigation et le séchage. Propre aux systèmes intensifs. o Le maïs se cultive en été l’irrigation permet d’améliorer le rendement, mais se pratique avec des pompes qui consomment bcp d’E. o Le séchage permet de récolter le maïs avant maturité, donc d’utiliser des variétés à cycle plus long plus productives. Séchage en silo avec du fuel. - Le matériel et le carburant dont la consommation augmente en système intensif (plus d’interventions, fractionnement de la fertilisation azotée, travail du sol plus soigné). Le rendement est meilleur dans le mode de conduite économe Même si la pratique intensive produit plus de biomasse, la consommation énergétique par unité de biomasse produite peut facilement doubler dans un agrosystème intensif. Ex : comparaison entre le modèle intensif extrême des USA et un mode de culture traditionnel en Inde : le rendement énergétique est 32x supérieur en Inde ! (cf. p.156) 23 La production de viande gaspille les céréales Il faut en moyenne 7 calories végétales pour produire 1 calorie animale. Pour différents produits, on a les rapports suivants (énergie végétale consommée : énergie animale produite) : le rendement énergétique d’un agrosystème produisant de la biomasse animale est en moyenne 7 fois inférieur à celui d’un agrosystème produisant de la biomasse végétale. Les systèmes herbagers extensifs peuvent avoir de bons rendements car il y a peu d’intrants et d’interventions. Tableau : rendement énergétiques dans les élevages. Pain : 1:1 Porc : 3:1 Œufs : 4:1 Lait : 5:1 Bœuf : 10 : 1 Poulet : 12 : 1 Les protéines sont indispensables à la consommation, mais les quantités consommées dans les pays riches sont excédentaires. Par ailleurs, il existe des végétaux riches en protéines (soja, quinoa). Faisons le point sur le rendement des agrosystèmes Le rendement énergétique des agrosystèmes diminue : - Avec l’intensification et l’augmentation de la productivité obtenue par des coûts énergétiques très élevés : engrais azotés, irrigation, séchage, énergie fossile, mécanisation… - Avec l’orientation vers des productions animales plutôt que vers des productions végétales. - Avec le développement de la spécialisation, des transports, des transformations industrielles et agro-alimentaires. Quelques remarques sur l’analyse des bilans énergétiques - La performance des agrosystèmes ne se juge pas seulement sur leur productivité (rendement maximum en biomasse). Il faut tenir compte des intrants et des coûts énergétiques de leur impact énergétique globale, donc d’un impact social. viser un optimum entre productivité minimale nécessaire (consommation, revenus des producteurs) et coût énergétique raisonnable. - Les études des bilans énergétiques tiennent svt peu compte des effets du milieu. Or des conditions défavorables diminuent le rendement pour un même apport d’intrants. le rendement énergétique diminue. optimiser les potentialités du milieu permet aussi d’obtenir, à moindre coût énergétique, un rendement de biomasse élevé. Les limites de l’analyse des bilans énergétiques La prise en compte de la seule valeur énergétique de la biomasse est trop limitative. Il faut aussi distinguer : - Valeur alimentaire : la biomasse animale est très riche en protéines, même si elle est en partie remplaçable par des protéagineux. - Valorisation des sous-produits : o Animaux : déjections (fertilisant, biogaz), cuir, laine… o Végétaux : paille litière, alimentation des animaux. 24 - - Valorisation de biomasse non directement utilisable par l’homme : les animaux domestiques consomment herbages, déchets alimentaires ; entretien de l’espace par les pâturages. Peut-on comparer des calories alimentaires avec des calories pétrolières ? L’agriculture consomme peu d’énergie (8-10% de la consommation en France) pour une productivité élevée, comparée à d’autres industries. l’analyse des bilans énergétiques est délicate est sujet à controverses. Elle complète l’analyse des flux de biomasses et de matières, et apporte une contrepartie aux analyses strictement monétaires des agrosystèmes à vocation économique. Malgré l’importance économique des agrosystèmes, ne doit-on pas prendre en compte la proportion croissante de ressources non renouvelables qui entretiennent leurs fonctionnements, ceci en vue d’une gestion à long terme des ressources planétaires. Faisons le point sur les flux d’énergie Dans les agrosystèmes, les flux d’énergie sont caractérisés par d’importants apports d’énergie auxiliaire. Cette énergie est injectée : - Directement pour la conduite de la production (énergie mécanique, fossile, engrais…) - Indirectement : par l’intermédiaire des intrants (fabrication, transport) ou des filières agro-alimentaires (conditionnement, transformation, transport). Ces apports permettent un augmentation importante de la productivité, mais qui est corrélée à une diminution du rendement énergétique due aux coûts énergétique de certaines interventions (irrigation, séchage, mécanisation) et intrants (fertilisation azotée). Le développement de productions animales associées à des cultures fourragères intensives ou hors sol a un bilan énergétique très défavorable. Cependant ce type de production valorise une biomasse non directement utilisable par l’homme, et à entretenir l’espace. La spécialisation de régions agricoles et le développement des industries agro-alimentaires contribuent à alourdir la consommation énergétique à grande échelle. Il y a donc nécessité de chercher un optimum entre productivité des agrosystèmes et leurs coûts énergétiques. 25 SEQUENCE 3 : LA DYNAMIQUE DES AGROSYSTEMES DYNAMIQUE DES ECOSYSTEMES Les écosystèmes évoluent en permanence par le jeu des multiples interactions successions. La structure d’un écosystème globalement climacique et en fait décomposée en une mosaïque composée de nombreuses fragments d’espace à tous les stades de la succession. Ces fragments interagissent entre eux, chacun se développant selon la logique de la succession. L’ensemble est une mosaïque globalement toujours la même. La réinitialisation des successions au sein de l’écosystème est provoquée par des « catastrophes » : chutes de grands arbres morts qui ouvrent des clairières, incendies, inondations, et autres accidents naturels. Un agrosystème a aussi une dynamique propre mais très modifiée par l’homme de façon plus ou moins consciente. Lorsque l’homme cesse d’intervenir dans un agrosystème il y a une succession Dans une culture abandonnée, les première plantes qui se développent sont annuelles (chénopode blanc, renouée liseron, mouron des champs). Après une dizaine d’années : dominance des herbacées pérennes, puis laissent place aux arbustes et aux arbres (prunelliers, aubépine, chênes, pins, etc.). 2 Exemples de cultures abandonnées : - Terrasses de culture du sud de la France. - Pré de fauche. Il y a une succession : Type de couvert végétal de la succession - Une friche herbacée recouvre le sol nu ou de la prairie des cultures abandonnées. - Une friche/lande arbustive lui succède, composée en particulier d’épineux. - La friche arbustive est progressivement colonisée par les arbres - Forêt. Nature des espèces végétales présentes dans la succession - Espèces herbacées annuelles, puis espèces herbacées pérennes (vivaces). - Arbustes (prunellier, aubépine). - Arbres (frêne/pin, chêne). Variation de la richesse spécifique au cours de la succession - La succession s’enrichit de nombreuses espèces (à partir de l’agrosystème pauvre en espèces) pendant 10-20 ans. - Le nombre d’espèces diminue. - Et se stabilise à un niveau plus élevé que le niveau initial. Variation de la structure du couvert végétal au cours de la succession - Sol nu du champ ou strate herbacée de la prairie, homogène. - Strate herbacée hétérogène. - Plusieurs strates (herbacée et arbustive, puis arborescente). - Homogénéisation avec le fermeture de la strate arbustive puis arborescente. 26 Évolution de la biomasse Augmentation et hétérogénéisation de la biomasse avec le temps. Mécanismes de la succession - L’accroissement initial de la richesse spécifique provient de l’apparition et du développement d’espèces auparavant limitées par l’intervention humaine : o Sur les terrasses : plantes compagnes des cultures contrôlées par les techniques culturales (labour, sarclage, désherbants). o Dans les prairies : plantes contenues (pâturage et fauche). Ce sont des espèces opportunistes à stratégie « r », colonisatrices, plus compétitives que les espèces entretenues par les pratiques humaines et qui disparaissent à cause de : o Terrasses : abandon des semis et de l’entretien des terrasses. o Prairies : abandon du pâturage et du fauchage. - Ensuite des arbustes épineux et pins apparaissent, espèces pionnières, essences de lumière (développement rapide en milieu ouvert), peu exigeantes vis à vis du milieu (espèces plastiques). - Ensuite apparaissent des espèces arbustives et arborescentes bien adaptées au milieu, donc compétitives et stratèges K, essences d’ombre. - Le couvert forestier se referme progressivement réduction de l’hétérogénéité et de la structure du couvert. - Au fil du temps (quelques dizaines d’années) vont surgir incendies, tempêtes, invasions parasitaires qui vont provoquer des ouvertures localisées dans le couvert, réinitialisant ainsi des successions sur des petites zones et déshomogénéisant l’ensemble. aboutissement à une structure en mosaïque hétérogène avec des stades de maturité divers, riche spécifiquement. La biodiversité se renforce très lentement (siècles) à grande échelle. Effet de la déprise agricole sur la diversité L’abandon des pratiques agricoles peut avoir 2 effets contradictoires sur la biodiversité : - Augmentation initiale si la déprise est locale (hétérogénéisation régionale des milieux). - Diminution durable si la déprise est généralisée (fermeture des milieux agricoles raréfaction des espèces adaptées à des milieux semi-ouverts ou entretenues par les pratiques agricoles). le maintien d’espaces ouverts par l’activité agricole contribue à la richesse et à la diversité. Les nouvelles fonctions de la jachère À la fonction de maîtrise de la production attribuée à la jachère au sein de l’Union Européenne s’ajoutent progressivement de nouveaux rôles : - Jachère industrielle : production de biocarburants. - Jachère « faune sauvage » : maintien de la biodiversité. la jachère n’est plus synonyme d’abandon des pratiques mais devient un mode de gestion de la production agricole et / ou de la diversité biologique. La dynamique des successions concerne aussi les populations animales, le sol et le climat. - L’évolution du peuplement animal suit celle du peuplement végétal : o Augmentation, diminution puis stabilisation de la richesse spécifique. o Espèces colonisatrices à stratégie « r », puis espèces compétitives « K ». 27 - - Le sol s’enrichit progressivement en matières organiques ; les décomposeurs s’activent les espèces végétales plus exigeantes peuvent apparaître après quelques années, même sur un sol initialement appauvri. Le climat : le microclimat se modifie avec la structure du couvert végétal. Le fonctionnement de l’agrosystème abandonnée devient celui d’un écosystème Ceci du fait que l’exportation de biomasse a cessé. Cependant, les restitutions sont faibles au début, car si l’accroissement de biomasse est intense, celle-ci est jeune. On parle d’écosystèmes juvéniles. Faisons le point sur l’évolution des agrosystèmes laissés à l’abandon L’abandon d’un agrosystème se traduit par une succession écologique : Succession d’écosystèmes menant à un climax. Le climax est un écosystème mature, doté de structure et de fonctionnement stable à grande échelle. À l’inverse, les premiers stades des successions écologiques sont considérés comme des écosystèmes juvéniles, en évolution permanente et de structure et de fonctionnement instables. NB : cette évolution est inverse à celle qui a mené aux agrosystèmes (suppression de l’exportation, augmentation de la restitution, fermeture progressive des cycles et diminution des flux, reconstitution des la mésofaune du sol, reconstitution de la couche organique du sol…). Les modalités de cette évolution successive dépendent des conditions initiales - - La végétation présente au départ, et son pouvoir compétitif (une végétation très fermée peut ralentir voire bloquer la succession, par exemple : couverture du sol par le rhododendron). (cf. doc. 1 p.195). Les ressources en éléments nutritifs du milieu : évolution plus lente sur sol pauvre, plus rapide sur sol riche. les espèces seront différentes. Le climat (chaleur, humidité, altitude). NB, l’évolution est très lente en altitude. (doc. 3 p. 197). Les pratiques humaines préalables (fertilisation, surpâturage, incendies). Un sol richement fumer favorise les espèces nitrophiles. certaines pratiques peuvent perturber la succession et engendrer une succession régressive. Évolution régressive, série régressive Une série régressive, à la suite d’une perturbations (en général l’intervention humaine) va conduire par stades successifs à une biocénose de plus en plus appauvrie en biomasse et en diversité spécifique, qui s’écarte de plus en plus du climax, parfois jusqu’à la désertification. Ex : le paysage méditerranéen : forêt – garrigue – maquis – pelouse sèche – sol nu. 28 RECAPITULONS LA DYNAMIQUE DES AGROSYSTEMES Un agrosystème a un équilibre instable : laissé sans intervention, il évolue très tôt vers une succession écologique qui début par des écosystèmes juvéniles (friches) pour aboutir à des écosystèmes matures (climax). En cas de pratiques modifiant profondément le milieu, la dynamique peut être régressive vers des écosystèmes simplifiés ou désertiques. CONTROLE DE LA DYNAMIQUE DANS UN AGROSYSTEME Plusieurs moyens : contrôler l’évolution du biotope : - Maintien de la fertilité : travail du sol, fertilisation ; en évitant la dégradation de la structure (érosion, lessivage des minéraux solubles). Évolution des variations climatiques. Qualité des eaux. contrôler l’évolution de peuplements : - - Dans les peuplements spontanés : o Sélection d’espèces et de sujets « nobles ». o Sélection de populations jeunes à croissance rapide, élimination des sujets âgés (éclaircies). o Rajeunissement des sujets (élagage en forêt, fauche en prairie) pour stimuler et orienter la croissance. o Entretien d’une structure homogène (futaie, taillis, tapis herbacé). Remplacer les peuplements spontané par des peuplements sélectionnés : o Par leur qualité de biomasse, leur productivité. o Espèces annuelles à cycles courts. o Stratèges « r ». o Nitrophiles. simplifier les interactions au sein de la biocénose : - Entre végétaux sélectionnés : contrôle de densité (semis, plantation, éclaircies). Avec les autres êtres vivants : o Contrôle des populations d’agresseurs (parasites, ravageurs), o Introduction d’auxiliaires (bactéries symbiotiques, mycorhizations). Contrôler l’évolution des flux et cycles : - Flux d’éléments minéraux, de matières organiques (engrais, fumures, …) Flux d’eau (arrosage, drainage). Gestion des ressources en énergie. Réduction des pertes, des pollutions. 29 CONTROLE DE LA DYNAMIQUE DANS UN AGROSYSTEME ANIMAL Contrôle des cultures fourragères (modalités ci-dessus). Contrôle des populations animales : - Conduite en troupeaux homogènes, rajeunis en permanence. Suivi de l’état sanitaire et de la reproduction. Gestion des flux de biomasse (alimentation, biomasse produite) et des effluents (déjections, eaux souillées). Faisons le point sur la dynamique des agrosystèmes L’homme contrôle la dynamique d’un agrosystème par ses pratiques. Objectif : obtenir le maximum de biomasse des espèces sélectionnées. Rajeunissement ou remplacement des peuplements/populations (animaux ou végétaux). Pratiques : Éviter une évolution spontanée non souhaitable du potentiel - Contrôler l’instabilité des peuplements/populations - Contrôler la fluctuation des biocénoses associées. Valoriser les potentialités du biotope en préservant ses ressources - Contrôler l’évolution du biotope. - Maîtriser les flux durablement. CAS DES AGROSYSTEMES QUI N’ONT PAS POUR FINALITE L’EXPORTATION DE BIOMASSE Entretien ou production d’un cadre de vie : Degré d’intensification très variable, de la forêt entretenue au terrain de golf. - La structure et la dynamique de ces agrosystèmes sont affectés (contrôle des individus, des espèces). - Les flux sont modifiés par l’exportation de biomasse (tailles, ramassages de feuilles mortes, tontes de gazon…) et l’énergie apportée à travers les pratiques. Gestion de ressources naturelles (eau, sol), de patrimoines biologiques (espèces menacées, biotopes remarquables) : Les agrosystèmes s’intéressent aux structures, au fonctionnement et à la dynamique de ces systèmes pour le préserver. Ex. : préservation des étangs entretien pour éviter les successions et le comblement. 30 TABLEAU : PRINCIPALES CARACTERISTIQUES COMPAREES DES ECOSYSTEMES ET AGROSYSTEMES Structures Écosystèmes Agrosystèmes - Richesse spécifique Forte Faible - Diversité génétique Élevée Faible - Organisation spatiale Hétérogène Structurée, homogène - Biomasse présente Stable, importante Très variable - Âge des sujets Très variable Très homogène, jeunes Mutualisme, symbiose Compétition forte Interactions - Relations sociales dominantes (compétition limitée) - Réseaux trophiques Complexes Simples - Contrôle par l’homme Pas de contrôle Contrôle suivi (densité, ravageurs) - Productivité nette Faible Élevée - Rendement énergétique Lié à l’énergie solaire Lié à l’énergie solaire + intrants + Flux transformation biomasse. Diminue avec l’intensification. - Cycles biogéochimiques Fermés Ouverts, flux accélérés - Phénologie Décalée entre espèces, saisonnière Synchronisée artificiellement - Stratégie de populations Stratégie « K » Stratégie « R » Pérenne Limitée dans le temps - Stabilité Stable Instable - Maturité Mature, climax Immature, juvénile Dynamique dominantes - Permanence peuplements et biomasse 31 SEQUENCE 4 : ENJEUX ET PERSPECTIVES DES AGROSYSTEMES LA FONCTION PREMIERE DES AGROSYSTEMES RESTE LA PRODUCTION DE BIOMASSE Buts : - Alimentaire. - Énergétique (surtout le bois). - Matières premières pour l’industrie, la construction. Le prélèvement de biomasse va continuer à s’amplifier. Diminution de la capacité productive. Si le prélèvement de biomasse devient trop important par rapport à la productivité des agrosystèmes. La capacité productive des agrosystèmes – potentiel de production – sera amoindrie : par diminution des potentialités du milieu : Epuisement des sols en matières organiques et minérales (ex. : M-âge), érosion de surfaces défrichées fragiles (ex. : région méditerranéenne), zones tropicales). Par excès de prélèvement par rapport aux capacités de production. Surchasse, surpêche, surexploitation des forêts (ex. : M-âge). Cette diminution de capacités productive est source potentielle de déséquilibres économiques, de conflits, de famines. LES DEUX FAÇONS DE REPONDRE A LA DEMANDE CROISSANTE EN BIOMASSE Extension des surfaces destinées à la production de biomasse utile P. ex. le défrichage de la forêt pour gagner des surfaces cultivées se fait au détriment de l’exploitation de la forêt. Aujourd’hui 22% des terres émergées sont cultivables, dont la moitié sont cultivées. il existe une marge d’extension, mais cette extension suppose des intrants et se trouve en conflit avec d’autres usages ; ces surfaces étant très variables entre les pays, il faudrait un minimum d’équilibre entre les échanges internationaux. Augmentation de la productivité des agrosystèmes existants par rapport au facteur de production qui devient le plus rare intensifier. C’est la voie actuellement pratiquée. LES CONSEQUENCES ECOLOGIQUES DE L’INTENSIFICATION Simplification de la structure des agrosystèmes - Appauvrissement de la diversité spécifique et génétique. Modification du biotope (climat, locaux et régionaux, habitats). Érosion des sols (dégradation de structure, diminution d’activité biologique. 32 Intensification des flux - Pollution des eaux en fertilisants (phosphates, nitrates), matières organiques et pesticides. Rémanence des produits dans la chaîne trophique toxicité sur l’homme. Diminution du rendement énergétique du système, dû au coût des intrants et des filières alimentaires. Contrôle de la dynamique des agrosystèmes et des interactions - Risques évoqués ci-dessus : structure simplifiée, accroissement des intrants. Appauvrissement des réseaux trophiques moindre régulation naturelle des populations spontanées (pullulations, ravageurs). IMPACTS ECONOMIQUES DE L’INTENSIFICATION DES AGROSYSTEMES Les coûts des filières agro-alimentaires - La biomasse entretient des filières agro-alimentaires. L’irrégularité des productions entraîne des déséquilibres conjoncturels (excédents, déficits), dont la résorption est nécessaire et coûteuse. Les coûts énergétiques globaux - Il faut intégrer les coûts énergétiques et les coûts engendrés par la maîtrise des pollutions induites par les agrosystèmes. Les coûts collectifs des systèmes non productifs - Les systèmes qui ont pour fonction la gestion d’un cadre de vie ou de ressources naturelles ont un coût de gestion élevé : aucun produit n’est tiré de la biomasse produite. Ce coût est supporté par la collectivité jusqu’où ? IMPACTS SOCIAUX DE L’INTENSIFICATION DES AGROSYSTEMES Banalisation, dépeuplement, augmentation des risques naturels - Banalisation des produits, perte d’identité culturelle des produits. Intensification faible population travaillant dans les agrosystèmes disparition des populations actives dans certaines régions, dépeuplement. Paysages banalisé, monotones, uniformes, peu attrayants. Augmentation des risques naturels : incendies, inondations, avalanches. Risques écologiques, mais dont l’importance est liée à la mise en valeur du territoire par la société. 33 FAISONS LE POINT SUR LES IMPACTS DE L’INTENSIFICATION Face aux besoins croissants de biomasse et à l’évolution de la demande sociale, l’intensification a des limites écologiques, économiques et sociales. Les agrosystèmes de demain doivent répondre à de nouveaux enjeux : Produire cette biomasse : - En quantité suffisante pour les populations humaines : nourriture, énergie renouvelable, matières premières. - En qualité : équilibre alimentaire, santé, qualité des produits. Mieux gérer les flux : - Limiter les pollutions, la production de déchets - Limiter les résidus toxiques. - Optimiser les rendements énergétiques des agrosystèmes. Préserver les ressources naturelles : - Eau, sol, climat, biodiversité. Protéger des risques naturels : - Incendies, inondations, avalanches. Produire un cadre de vie, un paysage. Tout cela en maintenant un optimum économique (moindre coûts globaux, économie des filières) et social (développement rural équilibré, accueil des urbains). Un certain nombre d’expériences vont dans ce sens Des stratégies plus globales (intégrant par exemple l’entretien des forêts, l’entretien des pelouses sèches par les moutons, la limitation des dangers de feu, le maintien de la diversité. ex. : Lubéron p.7). AXES STRATEGIQUES POUR PREVENIR LES RISQUES DE POLLUTION PHYTOSANITAIRES Origine des risques de pollution par les produits phytosanitaires Pollution diffuse… des produits épandus sur l’ensemble du bassin versant. Elles sont liées aux choix stratégiques et techniques des agriculteurs (raisonnement des traitements, …) Pollutions ponctuelles… provenant de concentrations anormalement élevées, ou de rejets directs. Elles sont liées à la mise en œuvre du traitement. Transferts de produits… vers les eaux superficielles par ruissellement ou érosion. 34 cf. schéma p 241. Choix stratégiques et techniques Choix à la base d’une prévention générale des pollutions. Ils déterminent le type et la méthode de la lutte chimique : - Raisonner les traitements, voir pratiquer des traitements intégrés. - Limiter les traitements systématiques. - Tirer parti des résistances et tolérances des variétés. - Tenir compte de l’influence des pratiques culturales. Raisonnement de la protection des cultures Opportunité et efficacité des traitements, choix du moment : - Surveillance régulière des parcelles, estimation des risques. - Suivre les avertissements agricoles des SRVP (Service Rég. Protect. Végétaux) et conseils des CA. - Adapter les techniques de désherbage à la nature de la flore adventice, au sol et au climat. Choix des produits respectant la faune auxiliaire alléger la lutte chimique. Limiter l’apparition de résistances. - Usage de produits ciblés si possible (lutte spécifique/discriminée). - Alterner les luttes chimiques avec d’autres luttes. Alterner les familles de traitements chimiques. Mise en œuvre des traitements - Veiller au bon état et réglage des outils de pulvérisation, suivre les instructions des produits. - Soigner la préparation des bouilles et le rinçage des bidons : o Préparer le volume correspondant à la surface à traiter. o Éviter le débordement des cuves. o Protéger les points d’eau près du site de remplissage (équipements de sécurité, situation et distance des points d’eau). o Rincer les emballages et vider les eaux de rinçage dans le pulvérisateur. - Éviter les contaminations directes lors de la pulvérisation. o Pas de traitement près des points d’eau (fossé, ruisseau, plan d’eau). o Ne pas traiter par vent (qui emporte la bouillie), ou par forte pluie (risque de lessivage). - Éviter les pollutions après pulvérisation. o Diluer les reliquats de bouillie et les pulvériser au champ (y compris eaux de rinçage du pulvérisateur). o Éliminer correctement les emballages après rinçage. o Limiter les transferts vers les eaux superficielles Ces actions sont à mettre en œuvre à plus large échelle (ensemble du bassin-versant). Limiter les contaminations par ruissellement et érosion : - Pratiques culturales et organisation de la sole limitant les risques d’érosion. - Filtrage des ruissellement par des zones tampon (haies, prairies, bosquets, aménagements enherbés). 35 L’agriculture n’est pas le seul secteur d’activité qui déverse des pesticides Les agrosystèmes déversent des pesticides (traitement des forêts, des grandes cultures, des cultures maraîchères). D’autres secteurs utilisent beaucoup de pesticides : entretien des bords de route, de voie ferrée, jardins, espaces verts des villes, rejets industriels… la prévention des risques de pollutions phytosanitaires des eaux s’intègre dans un programme global : PROGRAMME DE MAITRISE DES POLLUTIONS D’ORIGINE AGRICOLE, PMPOA Sa vocation est la prévention des risques de pollutions des eaux d’origines agricoles. Protection des eaux superficielles et profondes, notamment potables ; limitation des pollutions par : - Pesticides (modification des pratiques, diagnostiques) - Nitrates (modification des pratiques, directive Nitrate 91) - effluents d’élevage (modification des structures). Pratiques modifiées : - Protection des cultures (cf. descriptions ci-dessus). Fertilisation azotée : o éviter la surfertilisation : en ajustant les doses, en fractionnant les apports, en tenant compte des apports organiques et de la minéralisation du sol. o Éviter le lessivage des nitrates en hiver sur les sols nus : rotations culturales, cultures « pièges à nitrates ». o effluents d’élevage : collecte de tous les effluents, stockage étanche, épandage adaptés. Difficultés : - - La recherche de sécurité de rendement de l’agriculteur (« plutôt trop de produit que pas assez »). Coût élevé de mise aux normes des bâtiments d’élevage. Dans les zones vulnérables, où les nappes phréatiques ont des taux élevés de nitrates, les modifications auront un impact dans plusieurs années ou dizaines d’années (lenteur de migration dans le sol, inertie par le volume des nappes). Dans les zones d’excédents structurels (ZES), l’excédent des quantités de déjections par rapport aux capacités d’épuration des sols suppose d’autres solutions que l’épandage. solutions coûteuses (traitement, transport vers d’autres régions). Le PMPOA s’accompagne de dispositions réglementaires et financières. Règlements pour limiter les ruissellements des polluants (phosphates, nitrates, déjections animales) et leur migration vers les eaux souterraines prescriptions techniques sur les bâtiments d’élevage : - Localisation et aménagement : distances, logement des animaux. - Stockage des effluents : collecte, capacités, étanchéité. - Modalités d’épandage : proximité des points d’eau, habitations et zones humaines, périodes, conditions, (météo, enfouissement, matériel). 36 La réglementation s’applique en fonction de la taille de l’élevage Déterminée par le nbre de bêtes d’une espèce donnée. - En dessous d’une certaine taille, l’élevage doit respecter le règlement sanitaire départemental (RSD). - Au-delà de cette taille, l’élevage entre dans le régime des installations classées, et satisfaire non seulement au RSD. Mais en plus à des règles plus strictes et soumettre des dossiers au préfet (déclaration ou autorisation selon la taille de l’élevage). Dans certaines zones sont plus touchées la réglementation est plus stricte : - Zones vulnérables (excès de nitrates dans les nappes). - Zones d’excédents structurels (excès de pression organique). LES ZONES D’EXCEDENTS STRUCTURELS ZES Définition Dans les zones où les exploitations à dominante d’élevage sont nombreuses et intensives (élevages hors sol…), les effluents organiques sont importants et les surfaces pour les absorber deviennent insuffisantes. pression organique très forte. Les zones où cette pression dépasse 170 unités d’azote organique par ha épandable sont appelées zones d’excédents structurels (ZES). Quelles solutions pour ces régions ? - - - exporter les effluents : vers d’autres utilisateurs ou régions. Impossible pour les effluents riches en eau. Trop volumineux transport trop cher. Possible avec des produits compostés (fumier) ou déshydratés (lisier, purin). Limiter la production d’effluents en diminuant le nombre d’animaux. il faut compenser la perte des éleveurs et des agro-alimentaires en aval. Limiter la charge polluante des effluents par une meilleure maîtrise de l’alimentation. o Limiter les effluents azotés (de >20%) grâce à des aliments différenciés, adaptés à l’âge des animaux. o Améliorer l’assimilation du phosphore (de 50%) par l’apport d’enzymes. méthodes partielles mais économiques. Traiter les effluents comme on traite les effluents urbains (nitrification-dénitrification, décantation, compostage, aération en fosses, boues activées, fermentation anaérobie avec récupération du biogaz). méthodes très coûteuses, envisageables collectivement, éventuellement associées au traitement des effluents urbains. Les orientations comme celles du PMPOA visent une limitation des quantités polluantes, mais la priorité reste la production d’une biomasse importante. Mais environnement mieux respecté par la limitation des pertes. émergence d’une agriculture de précision. L’AGRICULTURE DE PRECISION – « LA BONNE OPERATION AU BON ENDROIT AU BON MOMENT » 37 Définition Il s’agit de prendre en compte toutes les caractéristiques (milieu, sol, plante, climat…) dans une conduite des cultures plutôt que de procéder sur une logique de « moyennes ». L’arrivée de technologies performantes (localisation, mesure du sol, imagerie, traitement informatique de données, appareils contrôlant les doses) permettra de contrôler et ajuster les pratiques avec précision. Cette « agriculture de précision » est à ses prémices et fait face à de nombreux obstacles (techniques, professionnels, culturels), mais permettra peut-être le passage d’une pratique du « toujours plus » à une pratique du « toujours mieux ». L’agriculture sollicité pour le recyclage des déchets Épandage de boues d’épuration, utilisation des déchets agro-alimentaire dans l’alimentation animale… Recyclage et revalorisation sont indispensables. Mais l’affaire de la vache folle incite à la prudence lorsque la production finit dans l’assiette. Ces méthodes ne sont que des méthodes de gestion Ces différentes méthodes permettent de gérer les flux à différentes échelles (parcelles, région…). Mais il reste des impacts environnementaux liés à l’intensification des flux et à l’artificialisation des agrosystèmes : apports d’intrants, coût énergétique élevé, risques persistants de pollution, résidus , modification des biotopes, appauvrissement de la biodiversité… la réduction des impacts environnementaux à une échelle globale implique la recherche d’autres voies modifiant fondamentalement les agrosystèmes. COMPARAISON : AGRICULTURE BIOLOGIQUE, EXTENSIFICATION, ET AGRICULTURE INTEGREE Le tableau ci-dessous synthétise les objectifs, moyens et difficultés rencontrées par les différents modes d’exploitation. 38 Tableau : comparaison : agriculture biologique, extensification et agriculture intégrée Quel but ? Pourquoi cette orientation ? Quels objectifs Que cherche-t-on à travers cette voie ? Quels moyens ? Quelles techniques ? Quelles solutions ? Commenta atteindre les objectifs ? Quelles difficultés à résoudre ? Quelles précautions à prendre pour que ça marche ? Agriculture biologique Extensification Agriculture intégrée Limiter le gaspillage des ressources. Limiter la pollution. Préserver la fertilité des sols. Produire des aliments sains. Vision spirituelle du monde, opposée au matérialisme scientifique. Économie des ressources et du cadre de vie à long terme. limiter les flux et les ruptures des cycles. Rotation des cultures incluant légumineuses. Association culture élevage recommandée. Fertilisation : - azotée : organique - minérale : non chimique, peu soluble. Lutte contre adventices : - non chimique - préventive - désherbage mécanique, thermique. Lutte phytosanitaire : - non chimique - préventive - biologique En élevage : - alimentation 95% bio - prise en cpte des besoins écologiques. Utilisation plus extensive du facteur terre. Limiter la production. Mais maintien ou accroissement de la productivité Réduction des pollutions. Protection environnement (paysage, incendies, friches). Maintien des ressources en limitant les flux. Valoriser des territoires peu productifs - Utilisation moins intensive de la terre - Valorisation d’estives, alpages et parcours. 3e voie entre biologique et intensif. - Reconversion 2 ans : chute de rendements. - Coût élevé (approvision., production). - Problèmes techniques (surtout phytosanitaires) - Concurrence du semi-bio ou autres labels (AOC..) - Image passéiste - Filière de distribution non adaptée. - Prix élevés pour le conso. Besoins : - politique globale - aides publiques - recherches agronomiques fondamentales. - développer la conso bio. cf. graphique p. 271 Logique d’optimisation des ressources sans pertes de productivité. Limiter les intrants sans les interdire. Exploiter toutes les caractéristiques de l’écosystème. - Adapter les décisions agro. aux conditions (lieu, moment). - Limiter les pratiques systématique (moyennes). - Diagnostic précis des situations. Réflexion globale sur l’ensemble de l’exploitation. - Limiter les dépenses à l’ha - Limiter la production. - Réduction des coûts de production. - Limiter le gaspillage et les pollutions. - Rotation et diversification - Limiter les intrants (engrais, des cultures phytosanitaires). - Gestion de l’interculture (limiter la fuite des NO3) - Adaptation des techniques - Surfaces de compensation et des apports d’intrants à écologique. chaque situation (parcelles, - Travail du sol simplifié variété, météo,…). (limiter tassement et perte d’activité biologique). - Fertilisation adaptée aux exportations (bilan). - Choix variétal tenant compte de la résistance. - Traitements chimiques raisonnés (seuil de tolérance, désherbage mécanique). - Biomasse produite moins Maintien du revenu lors du importante alors que la passage à l’intégré difficile demande mondiale croît. - Suppose des terres Pour maintenir le revenu : disponibles. - améliorer l’efficience des - Surcoût de main d’œuvre, intrants. de foncier, d’entretien. - valoriser les produits intégrés. aides pour rémunérer l’entretien de l‘espace. - aides directes compensant le respect du cahier des - Manque de référents charges techniques. - Fiscalité foncière du non bâti trop élevée. - Blocage culturel (image régressive). 39 L’AGRICULTURE BIOLOGIQUE Les fondements : Biodynamie - (à partir des idées de R. Steiner) : vision spirituelle de l’univers opposée au matérialisme scientifique. Développé en Suisse et en Allemagne (label Demeter). Préconise : o Autonomie de l’entreprise agricole ( flux fermés). o Utilisation de dilutions homéopathiques ( limite les intrants et la pollution). o Fumure à base de compost ( limite les pertes de nitrates). Agriculture organique : - « seule la fertilisation organique à base de compost peut fournir des produits sains et peu coûteux. » Agriculture biologique - (Dr Rusch) : face à la société de consommation et ses gaspillage, il prône le développement d’une agriculture préservant la fertilité des sols et utilisant au maximum les ressources renouvelables. L’agrobiologie en France Les principes sont apparus après 45. Consommateurs et médecins inquiets des effets des aliments sur la santé. Deux tendances : - Commerciale et conservatrice (Sté Lemaire-Boucher). - Militante et humaniste (association nature et progrès). 1969 : groupements régionaux. 1978 : Fédération National d’Agriculture Biologique (FNAB). 2000 : 4’000 producteurs sur 137’000 ha. Bases techniques : Rotation des cultures : longues et variées. - légumineuses ou prairies à base de légumineuses (trèfle). - engrais verts. Travail du sol : favoriser l’activité biologique du sol. - Labours pas recommandé (tassement, perte de structure du sol). - Apport de matières organiques privilégier la structuration naturelle du sol. Fertilisation : non chimique. - Fertilisation azotée exclusivement organique (guano, corne, tourteaux végétaux, farines de plumes, …) - Amendements non chimiques (poudre de roche, cendre, phosphates naturels). Lutte contre les adventice : non chimique. - Méthodes préventives (rotation de plantes nettoyantes, cultures associées). 40 - Désherbage mécanique (binage, sarclage) ou thermique. Lutte phytosanitaire : non chimique. - Préventive : aménagement du milieu, rotation des cultures, choix de variétés résistantes. - Procédés physiques (désinfection thermique du sol, protection par filet ou plastique). - Méthodes de lutte biologique (prédateurs d’insectes, coccinelles,…) - Produits minéraux simples (S, Cu, permanganate de K, sulfate de Fe) - Produits à base de plantes (pyrèthre, roténone, nicotine). En élevage : - Alimentation 95% d’origine Bio. - Besoins éthologique des animaux pris en compte (claustration, espace, lumière du jour, mutilations interdites). - Soins par phytothérapie, homéopathie, aromathérapie. Reconversion Elle prend 2 ans en général, selon les antécédents. Récolte la 3e année vendable en Bio. Passage difficile financièrement (chute des rendements : 20-60% en céréales, 15-30% en tournesol) depuis 1992 : prime de reconversion à l’agriculture bio en France. Résultats Très variables. Surcoût de charges : - Main d’œuvre et de mécanisation (épandage du fumier, binage, faux-semis). - Parfois surcoût des charges opérationnelles (fertilisants organiques coûteux !). La qualité des produits bio est supérieure (meilleure teneur en protéines, Ca, P, Fe ; beaucoup moins de nitrates). Marchés Limité. Tiré par les exportations vers pays du Nord. Mais croissance de la demande intérieure. !! en 2005, tassement de la demande ?! Marchés dopés par : - Les affaires type « vache folle ». - La présence améliorée dans la grande distribution. Marché potentiel estimé à 10% mini. Facteurs limitants - Coûts d’approvisionnement élevés. - Remise en cause de l’utilisation de certaines substances (roténone, sulfate de Cu…). - Difficulté technique pour résoudre certains problèmes phytosanitaires. - Concurrence avec produits semi-bio ou produits d’autres labels (AOC, …) - Image passéiste. - Circuits de distribution mal adaptés. - Prix élevés pour les consommateurs. besoin d’une politique interprofessionnelle moderne en préservant l’éthique originale. Rôle de l’Etat 1997 : quadruple l’enveloppe destinée au bio 60 mio FF (peu !). objectif : 1 mio d’ha en bio. 41 L’EXTENSIFICATION Intensification et déprise agricole Tendance de l’agriculture actuelle à intensifier les zones les plus productives et abandonner les moins productives. accentué par la baisse rapide de la population agricole et la saturation des marchés. L’extensification repose sur l’utilisation plus extensive du facteur terre, tout en poursuivant l’accroissement de la productivité du travail et du capital. Extensification en élevage à viande Des mesures incitatrices à l’extension existent dans les mesures agri-environnementales et les plans de développement durable (primes à l’herbe, prime à la vache allaitante). Il reste des élevages extensifs, longtemps déconsidérés, qui ont survécu. (Charollais, Limousin, zones périphériques des zones de grandes cultures, Causses, Cévennes, Corse, zones de montagnes). Déprise entre 91 et 2000 : 4.3 moi d’ha. Désintensification en production laitière L’introduction des quotas laitiers s’est soldée par la poursuite de l’intensification des surfaces fourragères et de la productivité par vache. Les terres libérées ont été consacrées aux productions végétales (céréales) ou au développement d’un autre troupeau d’herbivores. Mais certains producteurs sont allés dans l’autre sens : diminution des surfaces en maïs au profit de l’herbe, minimisation des apports en fertilisants. systèmes économiquement très satisfaisants ! Perspectives L’extensification nécessite une haute technicité. Elle ne protège l’environnement que si les pratiques sont adaptées. Obstacles : - manques de références techniques - fiscalité du foncier non bâti trop élevée - blocage culturel. Clarification du concept d’extensivité svt mal compris. Utiliser plus extensivement le facteur terre, la surface agricole, en poursuivant l’accroissement de productivité du travail et du capital. Bâtir des itiniéraires et des systèmes de production permettant d’obtenir une bonne productivité et un bon revenu, avec une production et des dépenses à l’hectare limitées. Les deux faces du système extensif La désintensification : Il s’agit de produire moins à l’ha en maintenant les marges de revenu grâce à la diminution des charges (intrants et charges de structures). réduction des coûts de production et des gaspillages. 42 Cela va de pair avec la réduction des pollutions (engrais, phytosanitaires, déjections animales) assurant une protection de l’environnement. La désintensification est très favorisée par les possibilités d’agrandissement des exploitations. L’utilisation extensive de territoires disponibles : Utiliser mieux le territoire en valorisant de façon intensive les surfaces complémentaires à l’exploitation. utiliser rationnellement et avec peu de charges un territoire qui s’agrandit (jachères). Cela va de pair avec la protection des paysages et territoires, la lutte contre la déprise et l’enfrichement, la protection contre les incendies. Systèmes impliquant l’agrandissement des exploitations. Ce sont deux archétypes, ont peut trouver toutes les formes intermédiaires. L’AGRICULTURE INTEGREE 3e voie entre l’agriculture intensive et l’agriculture biologique. Dans le modèle intensif on vise des voisins proches du maximum permis par la génétique, le sol et le climat. Engrais et phytosanitaires constituent les instruments privilégiés pour lever les contraintes. L’agriculture biologique exclut pratiquement tout recours au chimique et fait appel essentiellement aux ressources naturelles du milieu. L’agriculture emprunte aux deux systèmes. Elle tire parti au maximum des particularités biologiques, des régulations naturelles pour réduire substantiellement les intrants chimiques, sans exclure leur emploi. Elle exploite au maximum les connaissances acquises. Objectifs Mettre au point des méthodes plus respectueuses de l’environnement en visant une production de qualité, mais capable de soutenir la comparaison avec les méthodes intensives sur le plan économique. enjeu : préserver le revenu de l’agriculteur en assurant la préservation du milieu naturel et l’élaboration de produits de qualité. Méthodes Adapter toutes les décisions agronomiques au milieu dans laquelle la culture est plantée. Plus d’action systématique, mais des actions guidées par l’effet agronomique et économique escompté. La plante n’est plus l’entité sur laquelle porte l’action c’est tout le système de culture qui est réfléchi en exploitant au maximum l’ensemble des connaissances. Concrètement : - - Diversification des cultures, allongement des rotations, incluant la jachère et les légumineuses, en alternant cultures d’hiver et de printemps. Gestion de l’interculture pour éviter la fuite des nitrates. Maintien de surfaces de compensation écologique : haies, bandes herbeuses, favorisant le développement des auxiliaires, la protection des sols, ou ayant un effet climatique favorable. Travail du sol simplifié pour améliorer la teneur en matières organiques (tassement limité) et réduire les consommations énergétiques. Fertilisation raisonnée, basée sur des bilans. 43 - Choix variétal tenant compte davantage de la qualité et de la tolérance aux maladies et ravageurs. Réduction des traitements phytosanitaires. Interventions raisonnées en fonction de seuils de tolérance économique. Désherbages mécaniques. Aspects économiques : la quantité d’intrants diminue, mais aussi svt les rendements visés. Le passage à un système intégré peur entraîner une chute de revenus. Le revenu ne peut être maintenu que si : - L’efficacité des intrants est améliorée. - Les produits intégrés sont mieux valorisés. - La collectivité compense par des aides directes le respect d’un cahier des charges. La première condition n’est pas actuellement suffisante. La recherche offre des perspectives à moyen terme. Résultats encourageants La baisse de rendements mesurée dans une ferme hollandaise : - baisse de rendement : o agriculture biologique : -25% o système intégré : - 10% baisse de pesticides : - 20 à - 63% réduction d’apports d’engrais : o P&K: - 0 à – 20% o N: - 20 à – 40% - semences : - 15 à – 20 % Mais les rendements sont irréguliers. Les techniques intégrées montrent des limites pour le maïs, le pois protéagineux et la betterave sucrière. Des outils d’aide à la décision devraient se développer et améliorer les résultats. - Perspectives Le développement de l’agriculture dépend surtout de : - Capacité de producteurs à s’organiser. - Volonté des pouvoirs publics de les soutenir. 1993 : création du FARRE, forum de l’agriculture raisonnée respectueuse de l’environnement, par les principaux partenaires de l’agriculture (syndicats agricoles, organismes de développement, agro-fourniture, coopération et négoce). Le développement des PDD, Plans de Développement durable du ministère, permettront aussi de soutenir l’agriculture intégrée. Remarque En matière d’aménagements paysager, de gestion forestière et de gestion des espaces naturels, on se préoccupe aussi d’orienter les agrosystèmes vers une artificialisation moins poussée, pour des raisons économiques (réduction des coûts d’entretien) et écologiques (maintien de biodiversité, régulation hydrologique, épuration des déchets et polluants). LE GENIE ECOLOGIQUE 44 Définition Le génie écologique a pour but de restaurer des écosystèmes dégradés, gérer l’évolution des espaces naturels et valoriser des zones agricoles, des travaux d’aménagement ou des chantiers du point de vue écologique. Ingénierie fondée sur les données de l’écologie. Implique d’aborder la complexité des systèmes, de pratiquer des réajustements permanents et prendre le facteur temps à la mesure de l’évolution des écosystèmes. Nouveau partenariat avec la nature : faire une part importante au monde naturel dans les paysages. Le génie est indissociable de l’aménagement intégré et de la stratégie des sites. Protection implique gestion Un agrosystème ou un écosystème altéré laissés à eux même reprennent le cours des succession écologiques. En fonction de l’état initial, la succession peut : - mener à un climax - être régressive Dans les 2 cas, la protection du milieu nécessite une intervention : - si ce n’est pas le climax qu’on cherche (par exemple on veut protéger une mare), il faut entretenir le stade qui présente des caractéristiques intéressantes (faucher les roseaux…). - Si la succession est régressive, on envisage des mesures de restauration et de réaménagement Génie biologique et aménagement des cours d’eau Les aménagements contemporains érodent la biodiversité : transformation en canal par correction du lit, régularisation du débit et des turbulences de l’eau, enrochement des berges, etc. simplifient le milieu à l’extrême, disparition d’un grand nombre d’habitats, et de nombreuses espèces perdent leur niche. Génie biologique et réhabilitation des berges Dans certains cas (pente et hauteur des berges, nature du substrat, débit du cours d’eau, climat, etc.), le génie écologique apporte des solutions moins chères que les techniques de génie civil classiques : tressage ou végétalisation des talus avec des saules et des aulnes qui résistent tout comme une digue à l’arrachement et à la sape. Ces structures apportent un refuge à la faune et « cicatrisent » en une saison. Meilleur agrément visuel. Génie biologique et enrichissement écologique des forêts Par diversification du milieu : plusieurs zones en bordure de forêt : zones herbacées, arbustes fruitiers, taillis, futaie, zone d’ombre, zone ouverte, taillis sous futaie, points d’eau. Organisés en fonction de la dimension du boisement. Génie biologique et organisation spatiale des structures végétales Diversité des petits milieux à haute valeur écologique ajoutée. Lisières riches (sinueuses, aménagement en créneaux), introduction d’arbustes, secteurs à ronces, abattages incomplets d’arbres (arbre laissé sur place), zone buissonnante dans les layons (bordures de forêt). 45 Génie biologique et enrichissement biologique d’une zone agricole Valorisation de falaises, maintien de l’hétérogénéité du paysage (espèces locales pour les haies privées, nichoirs, conservation de ruines, conservation d’arbres isolés), création ou maintien de haies brise-vent, corridors écologiques entre masses boisées, protection et gestion de milieux aquatiques (mares, prairies humides), entretien de la ripisylve. En forêt cf. plus haut. Aires de nourrissage, aménagement des lignes électriques pour protéger les rapaces, bassins de lagunage pour traitement naturel des effluents agricoles, gestion des jachères pour valoriser la diversité. En particulier toutes les bordures de champs, de chemins, talus, angles à la croisée de chemins, sont des petits espaces qui peuvent être valorisé de façon tres favorable à la diversité écologique, sans empiétement sur les pratiques culturales. Comment réussir une action de génie biologique ? Trois grands principes à respecter : - Assurer la stabilité et l’équilibre de l’ensemble de l’écosystème en jeu. - Assurer la réversibilité des systèmes biologiques et le recyclage rapide des éléments de base. - Maîtriser l’évolution naturelle Assurer la stabilité : En assurant la variété et la diversité des composants naturels de multiples rouages compensateurs pourront réguler une perturbation : - multiplier les niches écologiques. - Multiplier et diversifier les transitions entre écosystèmes (écotones). - Encourager l’hétérogénéité des structures végétales. - Ménager des espaces libres. - Respecter une juste proportion entre les composantes du système vivant (proies, prédateurs, …) Assurer la réversibilité Réalisé par : - respect de l’emprise territoriale minimale nécessaire à un écosystème : o > 5ha pour un étang naturel. o > 15 m de large pour une bande boisée. - bon fonctionnement du sol, par espèces enrichissantes en azote (trèfle, aulnes), pratique d’assolement, végétaux adaptés au climat, optimisation de la décomposition de l’humus. - Auscultation et gestion continue de l’ensemble (veille écologique). Maîtriser l’évolution naturelle Actions de gestion : - repérer les séries évolutives propres au milieu considéré. - Situer les points de blocage ou d’accélération des processus évolutifs et se fixer des indicateurs d’évolution pour pouvoir diagnostiques les tendances évolutives. Lors d’action de restaurations : - aller dès le départ dans le sens de l’évolution naturelle. - Rechercher des ensembles pionniers capables d’améliorer rapidement le milieu dégradé et d’utiliser des procédés permettant de raccourcir cette étape. 46 Facteurs sociaux : implication de tous les partenaires concernés (usagers, propriétaires, élus, professionnels). Facteurs économiques : financement de la gestion faisant appel à un minimum de fonds publics et un maximum à des acteurs professionnels tirant revenu de cette gestion. Faisons le point : Différentes voies, telles que : agriculture biologique, extensification, agriculture intégrée, génie écologique, montrent que les agrosystèmes peuvent : - produire de la biomasse suffisante, de qualité, à moindre coût : o en préservant les ressources (sol, eau, climat, biodiversité). o En gérant mieux les flux de matière et d’énergie limitation des pertes, pollutions et optimisation des rendements énergétiques. - combiner une activité de production avec l’entretien de l’espace, la production de paysages et d’un cadre de vie, la protection vis-à-vis des risques naturels. EXEMPLES DE GESTION DURABLE La gestion durable de la forêt. Les PDD (plans de développement durables). GERER DURABLEMENT LA FORET Forêt française : 15 mio ha. Âges d’exploitation : - chêne : 200 ans - hêtre : 100 ans. Lente à reconstituer, forêt = patrimoine et durée. Rio 92 pose le concept de gestion durable au niveau international. Règles de la gestion durable : - - L’action de l’homme ne doit pas avoir engager des processus irréversibles. Réversibilité maintien de : o sols (structure et fertilité). o biodiversité. Gestion patrimoniale des écosystèmes forestiers. = Gérer tous les composants (biotopes, faune flore), indépendament mais aussi comme un ensemble complexe. Continuité dans le temps, compatible avec les rythmes de la forêt. La mise en œuvre des engagements de Rio par la France : plan national 94 Maintien du principe du rendement soutenu et de la multifonctionnalité des forêts Fonctionnalités Economique, écologique et sociale. Plannification de la gestion forestière : « Aménagement » (forêts publiques) et « plan simple de gestion (forêts privées). 47 Plan d’aménagement, 2 parties : Analyse : Comprendre les potentialités de la forêt, et les contraintes… - à l’intérieur (milieu naturel, facteurs écologiques, peuplements forestiers, desserte, drainage, protection contre l’érosion et l’incendie…) de la forêt, - mais aussi dans son environnement immédiat (faune, avifaune, écocomplexes remarquables) et dans son environnement social (chasse, accueil du public, emploi). Synthèse : Compatibilité des différentes fonctions, leur hiérarchisation éventuelle, les zones à vocation spécifique, le choix du traitement sylvicole, les espèces forestières principales et secondaires,… l’aménagement est un outil essentiel de gestion durable, notamment par ses efforts de prévision des conséquences des décisions actuelles. Equilibre entre forêt et agriculture L’activité forestière doit s’insérer dans la gestion des territoire environnants équilibre de l’espace rural diversité écologique et paysagère. Prévenir les incendies de forêt 4 axes : - Sensibiliser le public. - Équiper les massifs forestiers. - Surveiller les massifs. - Gérer l’espace rural. brûlages dirigés, cloisonnement des grands massifs par les pare-feux ou coupure agricoles et pastorales. développement de pâturage en forêt. Transhumances « inverses » de la montagne vers le littoral méditerranéen. agricultures gestionnaires de l’espace. Équilibre écologique global Lutte contre l’effet de serre programme de boisement : 30'000 ha par an pendant 50 ans (=1,5 mio ha). - Stock supplémentaire de carbone sur pied et dans le sol. - Source de matériaux et combustibles renouvellables. Viabilité économique La position des pays européens est différente concernant le financement de la gestion durable des forêts. Selon les pays : - Soutien financier des l’état et des collectivités en contrepartie d’une législation contraignante et protectrice. - Position française : les acteurs forestiers doivent tirer un revenu légitime de leurs activités, qui permette de financer la gestion durable. Équilibre social Actions de l’ONF : - Depuis 90, accueil de chômeurs de longue durée pour réaliser des tâches d’intérêt général (1'500 personnes en 92-93). - Accueil de jeunes en cours d’orientation (1'100 stagiaires / an). - Accueils de jeunes de banlieues défavorisées. - Travaux d’intérêt général et chantiers de jeunes détenus. 48 Production et récolte Forêt française = 2e forêt d’Europe par la taille (après Suède). 14 mio ha, dont plus des 3/4 sont privés (3,4 moi de propriétaires, dont 500'000 agriculteurs). Récolte de bois annuelle : 53 mio m3 Accroissement annuel : 74 mio m3. exploité à < 72% de la production. forêt jeune globalement, sauf certaines zones. La marge (de 72 à 100%) permettra de développer les secteurs industriels et artisanaux du bois. Les boisements effectués depuis 1 siècle garantissent l’augmentation des ressource jusqu’au milieu du 21es. Pour réduire le déficit en bois de la France, il faut développer la production et reconquérir les marchés intérieurs face aux autres matériaux, développer un appareil industriel qui utilise cette ressource. Les Français continuent de croire que la récolte de bois est dommageable à la forêt. Alors que le bois : - est renouvellable (forêt est bien gérée) et ne consomme pas les ressources du globe. consomme moins et est moins polluant à la transformation que bcp de matériaux concurrents. est facilement recyclé en combustible propre. LE PLAN DE DEVELOPPEMENT DURABLE PDD Qu’est-ce En matière agri-environnementale, la politique du ministère de l’agriculture combine des programmes spécifiques (mesures zonales) à une mesure horizontale qui s’applique à l’ensemble du territoire : le plan de développement durable. Objectifs : Encourager les exploitants agricoles à réorienter l’ensemble de leur système d’expoitation vers des modes de production respectueux de l’environnement, assurant la gestion de l’espace tout en étant viables économiquement. respect de l’environnement, gestion de l’espace, viabilité économique. Comment est conçu un PDD Comme un projet de développement global de l’exploitation qui nécessite une analyse de l’ensemble du système : - Méthodes de production. Diversification des activités en lien avec le territoire. Impact de ces pratiques sur l’environnement. démontrer la rentabilité et la viabilité des ces nouveaux systèmes. Une démarche en 3 étapes : Diagnostic du territoire : Identifier les possibilités de développement. 49 Diagnostic agri-environnemental : Atouts et contraintes de développement de l’exploitation. Diagnostique global classique, + composantes environnementales et spatiales. Élaboration de scénarios (2-3 par exploitation) : À partir des 2 diagnostics. Choix d’un scénario pour le projet de l’exploitant chiffrage et calendrier de mise en œuvre. Diagnostique de territoire Scénarios Diagnostique agrienvironnemental d’exploitation Projet Contractualisation (chiffrage + calendrier) (accord 5 ans) L’avenir des PDD Après évaluation, le PDD devrait être proposé à l’ensemble des exploitations du territoire national. L’engagement contractuel est de 5 ans renouvellables. Il porte sur un programme de modification des pratiques : Désintensification des productions végétales Surtout grâce à la diminution des intrants pesticides et engrais. Extensification d’élevages bovins et ovins. Pratiques de productions plus respectueuses de l’environnement. Gel ou boisement de terres agricoles aménagement de l’espace et protection de l’environnement. Le PDD devrait permettre le maintien voire le développement des systèmes extensifs. À Terme, sur l’ensemble du pays, il pourrait toucher 5-15% des exploitations. Sa capacité à extensifier des systèmes plus intensifs dépendra du niveau des aides consenties, mais aussi de l’implication des organismes économiques en amont et en aval conflit en vue dans la logique de développement… 50 Exemples d’adaptations de pratiques dans le cadre d’un PDD Élevage extensif Élevage intensif Objectifs ° occupation optimale de ° autonomie alimentaire l’espace. ° valorisation des ° entretien du paysage. déjections animales Grandes cultures ° limitation des résidus polluants. ° aménagement de structures paysagères. ° économies d’énergie. Niveau de contrainte Faible Moyen Élevé ° gestion optimale des déjections animales. ° entretien des prairies permanentes, des parcours, des estives. ° utilisation du foin ou de l’ensilage préfané. ° introduction de races rustiques ou association d’espèces animales. ° maintien ou plantation de haies ou de talus. ° aggrandissement accompagné d’une légère extensification. ° diversification des activités sur l’exploitation (transformation, tourisme) ou en dehors (prestations de services pour les collectivités). ° réduction des objectifs de rendement. ° adaptation de la fertilisation et des choix variétaux. ° réduction des traitements phytosanitaires. ° limitation de la taille des parcelles culturales. ° supression de l’ensilage ° allongement des d’herbe au profit du foin. rotations ° couvert hivernal sur ° couvert hivernal sur les l’ensemble des parcelles 2/3 de la sole. ° plantation de haies. ° maintien ou création de ° désintensification des zones non cultivées cultures de vente (haie, réserve naturelle). autoconsommées ° diminution du potentiel ° travail du sol simplifié. de production des vaches ° limitation de laitières. l’irrigation. ° allongement du cycle ° évolution vers un de production en bovin- système associant des viande. activités… ° adaptation de la fertilisation. ° diminution de la part de maïs ensilage au profit de l’herbe. ° maintien de surfaces en prairies permanentes. L’agriculture durable va-t-elle s’étendre à tout le territoire ? Le PDD concerne un nombre limité d’exploitations. La loi d’orientation agricole 98 propose un élargissement mise en place de contrats territoriaux d’exploitation (CTE) dont le but est de concilier préoccupations économiques, écologiques et sociales. Le contrat territorial d’exploitation CTE : nouvelle approche des aides à l’agriculture Le CTE traduit une vision multifonctionnelle de l’agriculture : Les objectifs du CTE Production, maintien de l’emploi rural, protection de l’environnement, entretien des paysages. nouvelle approche des aides. Principe du CTE : assortir les aides publiques au respect d’un cahier des charges par l’exploitant, dans les domaines économiques, social et environnemental. reconnaissance que les agriculteurs ne font pas que produire. avancée considérable dans les esprits reste à la traduire sur le terrain. 51 La CTE est un contrat librement consenti, signé entre le représentant de l’état dans le département (préfet) et l’agriculteur. Durée : 5 ans. Contenu articulant 2 objectifs : - création de valeur ajoutée (valorisation des produits, diversification). - Gestion du territoire (qualité de l’eau, maintien des surfaces en herbe, biodiversité, paysages). cahier des charges pour l’exploitant, soutien financier de l’état. CONCLUSION L’intensification, l’artificialisation des agrosystèmes n’est pas une nécessité fatale, une voie sans issue. Il est possible d’en limiter les impacts négatifs sur l’environnement, et de s’orienter vers des agrosystèmes durables. Combiner des objectifs économiques, écologiques et sociaux à différentes échelles et dans les différents secteurs d’activité touchant au monde vivant. Cependant, l’extension généralisée d’une politique de développement durable suppose une implication forte sur les 3 objectifs, et une concertation étroite des différents partenaires (professionnels, politique, usager…) des filières et des territoires. Autre gage de réussite : un rééquilibrage des échanges entre partenaires (producteurs, consommateurs, usagers), entre régions (favorisées, défavorisées, élevage, cultures…) et à l’échelle internationale (Union européenne, pays riches, pays en voie de développement…).
